Az újonnan felfedezett, „ruptoblasztoknak” nevezett immunsejtek felrobbannak, amikor erre utasítást kapnak, és olyan mérgező vegyi anyagokat lövellnek ki, amelyek perceken belül elpusztítják a környező sejteket. A sejtek felfedezői szerint ez a folyamat, amelyet ruptózisnak neveznek, a sejthalál egy eddig nem ismert formájának tűnik, amely jelentősen eltér a többi ismert típustól.
A Cell folyóiratban ismertetett felfedezés nagyon érdekes és elgondolkodtató, mondja Kristopher Sarosiek, a Harvard sejthalál-kutatója. Bár a sejthalálnak vannak más, hasonló formái, egyik sem azonos ezzel, ezért a ruptózis egy új jelenségnek számít, teszi hozzá a szakértő
A szerzők egy laposféregfaj (Schmidtea mediterranea) tanulmányozása közben bukkantak a robbanó sejtekre. A laposférgek régóta érdeklik a szakértőket lenyűgöző regenerációs képességeik miatt – egy darabokra vágott laposféreg darabjai képesek új férgekké fejlődni. A férgeknek nincsenek antitesteknek nevezett immunmolekuláik, de regenerálódásuk során erőteljes immunválaszt adnak a kórokozók jelenlétére. Bo Wang, a Stanford biológusa és kollégái azt kezdték vizsgálni, hogy ezek a férgek hogyan birkóznak meg az immunrendszeri kihívásokkal, és sejtszinten tanulmányozták az állatokat.
A korai megfigyelések során a kutatókat meglepte, amit a mikroszkóp alatt láttak: olyan sejteket vettek észre, amelyek gyorsan eltűnni látszottak, és a közelükben halott sejtekkel tarkított pusztaságot hagytak maguk után. Miután meggyőződtek arról, hogy amit látnak, nem műtermék, a csapat az eltűnő sejteket „ruptoblasztoknak” nevezte el, és nekilátott azok jellemzésének.
Megállapították, hogy a ruptózist az aktivin nevű fehérje váltja ki – ez egy széles körben tanulmányozott hormon, amely a sejtdifferenciálódáshoz és az immunjelzéshez kapcsolódik. Amikor egy ruptoblaszt aktivint észlel, a sejt belső raktáraiból származó kalcium gyorsan felhalmozódik a sejt citoszkeletonja mentén. Ez erős kalciumgradienst hoz létre a sejt belseje és külseje között, ami az aktivin észlelését követően kevesebb mint két perc alatt a ruptoblasztok felrobbanásához vezethet.
In vitro körülmények között egyetlen sejt ruptózisa akár 70 környező sejtet is elpusztított, köztük baktériumokból, laposférgekből és emlősökből származókat, beleértve emberi sejteket is. „A sejtpusztulás sebessége és mértéke nagyon meglepő volt” – mondta Wang.
A sejtek elpusztulásának számos korábban ismert módja létezik, de a ruptózis ezektől eltérőnek tűnik. Például az apoptózisnak nevezett, előre programozott folyamat során a sejtek fokozatosan lebomlanak, ami segít a szövetek egészségének megőrzésében. Más sejtek a vas belső felhalmozódása miatt halnak meg, egy ferroptózisnak nevezett folyamat során. A ruptózissal ellentétben ezek a folyamatok általában közvetlen érintkezést igényelnek a sejtek között, vagy órákba telik, mire beindulnak. A ruptózis ugyanakkor bizonyos hasonlóságot mutat a piroptózisnak nevezett sejthalállal, amely során az immunsejtek kórokozókat vagy károsodást azonosítanak, majd felhasadnak, és gyulladáskeltő vegyületeket bocsátanak ki.
A ruptoblasztokban található sejtölő vegyület mibenléte még nem tisztázott, bár az előzetes bizonyítékok arra utalnak, hogy valószínűleg egy közepes méretű fehérje lehet. Amikor a szakértők mechanikusan szétrobbantották a sejteket aktivinmentes környezetben, a környező sejtek nem semmisültek meg, ami arra utal, hogy az aktivin valamit megváltoztat a ruptoblasztok belsejében.
A toxikus anyag azonosításán túl a csapat más szervezetekben is keresi a ruptoblasztok nyomait. A kutatók más kétoldali szimmetriájú állatokban – például más laposférgekben és gyűrűsférgekben – már találtak olyan genetikai markereket, amelyek a ruptoblasztokhoz hasonló sejtek jelenlétére utalnak. Az eredmények azt sugallják, hogy a ruptoblasztok ősi eredetűek és megmaradtak a bazális kétoldali szimmetriájú állatokban, egy olyan csoportban, amely számos kiválóan regenerálódó fajt tartalmaz.
„Úgy gondoljuk, hogy a sejtek azért tolerálhatók a laposférgek és más jól regenerálódó állatok számára, mert ezek megengedhetik maguknak ezt a mechanizmust” – mondja Wang. „Számukra könnyű bevetni ezeket, majd helyrehozni a pusztítást azáltal, hogy utána gyorsan új sejteket hoznak létre.”
