Előfizetés a lapra

Még mindig tartogat meglepetéseket az agy

A hét kutatója, agy, agykutatás, idegsejt, interjú, neurobiológia

2017/09/21

Rendkívül izgalmas kutatói életpályát tudhat maga mögött Alpár Alán, a Semmelweis Egyetem Anatómiai, Szövet- és Fejlődéstani Intézetének docense, aki kollégáival nemrég feltárta, hogy mi a szerepe a rágcsálókban annak az idegsejttípusnak, amelyet korábban már az emberi agyban is sikerült azonosítaniuk. A felfedezés emberi gyógyításban betöltött szerepéről még korai lenne bármit is mondani, elképzelhető azonban, hogy valamilyen módon felhasználható lesz a neurodegenerációs kórképek terápiáinak továbbfejlesztésében.

– Hogyan lett Önből orvoskutató?

– Az érettségi környékén három dolog érdekelt: a pedagógia, a nyelvészet és az orvoslás. A harmadik területet választottam, és ebben szerepe volt annak is, hogy a szüleim is orvosok, mindketten ideggyógyászok. Eleinte leginkább az anatómia, illetve a szövet- és fejlődéstan kezdett el érdekelni, és ekkor még egyáltalán nem körvonalazódott bennem, hogy egyszer agykutatással szeretnék foglalkozni. A diplomát követően továbbra is a Semmelweis Egyetemen maradtam, és az Anatómiai, Szövet- és Fejlődéstani Intézetben kutatással, valamint oktatással kezdtem foglalkozni. A doktori fokozat megszerzése után külföldi kutatómunka következett, Lipcsébe, a Thomas Arendt vezetésével működő Paul Flechsig Intézetbe kerültem. Alzheimer-kórral kapcsolatos kutatásokat folytattunk, és itt kezdtek el igazán magukkal ragadni a neurobiológiai kutatások. Két év után hazajöttem, és egy OTKA-pályázat segítségével folytattam az Alzheimer-kórral kapcsolatos kutatásaimat, emellett egy akkor még teljesen újnak számító terület, az agyi extracelluláris mátrix vizs­gá­la­tá­val kezdtem el foglalkozni. Az egye­te­men még azt tanultuk, hogy itt a sejtek közötti tér olyan szűk, hogy gyakorlatilag nem is létezik, ma azonban már tudjuk, hogy ez korántsem igaz: a normál kötőszövetekben is jelenlévő hialuronsavat, valamint az ehhez csatlakozó proteoglikánokat és glikoproteineket találunk többek között ebben a valóban keskeny résben, és mára viszonylag jól leírták az itt zajló, sokrétű neurokémiai folyamatokat is. A következő nagy mérföldkövet a második posztdoktori utam jelentette: Harkány Tibor professzorhoz kerültem Skóciába, ahol ő akkor az Aberdeen-i Orvoskutató Intézet csoportvezetője volt. Ez az időszak még a lipcsei éveknél is intenzívebb volt: gyakorlatilag nem volt olyan kutatási témaötlet, amit ne lehetett volna megvalósítani, ha valami miatt izgalmasnak találtuk. Egy év elteltével már Stockholmban, a Karolinska Intézetben dolgozhattam Harkány Tibor vezetésével, amíg haza nem jöttem ismét Magyarországra.

– Hogyan érzi, megérte hazajönni? Megvannak itt is azok a feltételek, amelyek lehetővé teszik a magas szintű kutatómunkát?

– Abszolút megérte, és itt a Semmelweis Egyetemen is megvan az a közeg, ami nagyon inspiráló tud lenni egy agykutató számára. Főként személyes okai voltak egyébként, hogy itthon szerettem volna folytatni a pályámat: a feleségemmel öt gyermekünk van, és amikor a legnagyobb gyermekünk 12 éves lett, úgy éreztük, hogy inkább Magyarországon szeretnénk velük élni. Élveztük a külföldi életünket is, a legtöbb dolog azonban mégis ide köt minket. A kutatásra szánt forrásokat illetően pedig: az anyagi támogatásokat a külföldi egyetemeken sem könnyebb megszerezni, Magyarországon pedig épp akkor indult el a Nemzeti Agykutatási Program, amikor hazaköltöztünk. Ez egy fantasztikus lehetőség volt, hiszen itthon gyakorlatilag a nulláról kellett mindent újra felépíteni. Ez szerencsére viszonylag gyorsan sikerült, hamarosan már két PhD-hallgatóval és két posztdoktor kollégával dolgozhattam. A Nemzeti Agykutatási Program nélkül nem lett volna rá lehetőségem, hogy itthon folytassam azt a szintű kutatómunkát, aminek eredményeként nemrég a Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) című rangos multidiszciplináris folyóiratban publikálhattuk a patkányagyvelőben leírt, korábban nem ismert funkcióval rendelkező ideg­sejt­cso­port­ról szóló közleményünket.

– Hogyan sikerült azonosítaniuk ezt az idegsejtcsoportot, és mi a szerepe ezeknek a neuronoknak az agyműködésben?

– Ez a kutatás a Karolinska Intézetben végzett munkám folyományaként jött létre: az emberi és madáragy után patkányagyban vizsgáltuk tovább a secretagogin nevű kalciumkötő fehérjének a felnőtt agyvelő regenerációs folyamataiban betöltött sejt- és fejlődésbiológiai szerepét. A secretagogin agyi eloszlásának vizsgálatakor feltűnt, hogy a rosztrális migrációs útvonal mentén – itt vándorolnak a szaglás plaszticitását fenntartó idegsejtek előalakjai a kamrafaltól a szaglógumó felé – feltűnően nagy mennyiségben vannak jelen ezek a fehérjék. Korábban az volt az általános elképzelés, hogy a rosztrális migrációs útvonal falát kizárólag az idegsejtek megtámasztásában, illetve az idegsejtek anyagcsere-folyamataiban részt­vevő gliasejtek borítják, a secre­ta­go­gint nagy mennyiségben hordozó sejtek azonban nem gliasejtek, hanem differenciált, szinapszisokkal is rendelkező idegsejtek voltak. Ezt az idegsejttípust – „shell cell” – korábban már az emberi agyban, kilencven év felettiektől származó szövetmintákban is azonosítottuk, arra azonban nem számítottunk, hogy a rágcsálók szaglóagyának folyamatos regenációját elősegítő rosztrális migrációs útvonal környékén is találkozni fogunk velük.

– Az is kiderült, hogy mi ezeknek a sejteknek a pontos szerepe?

– Igen. Kíváncsiak voltunk, hogy indukálható-e valamilyen módon bennük a vizsgált fehérje kifejeződése, ezért olyan patkányokat kezdtünk vizsgálni, amelyeknek eltávolítottuk az egyik szaglógumóját. Meglepve tapasztaltuk, hogy a szaglógumó eltávolítását követően több mint a százszorosára, néha pedig az ezerszeresére nőtt a fehérjét expresszáló idegsejtek száma. Kiderült, hogy nem újonnan született sejtekről van szó, hanem olyanokról, amelyek már addig is jelen voltak a szaglóideg környékén, immunhisztokémiai módszerekkel azonban – mivel alap-állapotban nem nagyon expresszálják a kalciumkötő secretagogint – nem sikerült kimutatnunk a jelenlétüket. Szerettük volna kideríteni, miért nőtt meg ilyen hirtelen a secretagogint tartalmazó idegsejtek mennyisége, és ekkor akadtunk rá az annexin-5 nevű, az idegsejtek közötti tér, vagyis az extracelluláris mátrix bontását indukáló fehérjére. Így derült ki, hogy a patkányokban újonnan azonosított idegsejttípus szerepe az, hogy a szaglógumó felé tartó alagutat átjárhatóvá tegyék a szaglás plaszticitását fenntartó idegsejtek előalakjai számára. Abban az esetben, ha a secretagogin nincs jelen, akkor a szaglógumók felé tízezerszám áramló, újonnan született sejtek feltorlódnak, és nem tudják elérni a végcéljukat.

– Az is kiderült, hogy az emberekben mi lehet ennek a sejttípusnak a szerepe?

– Nagyjából igen. A rágcsálóknak szüksége van rá, hogy a szaglóagy képes legyen folyamatosan és gyorsan regenerálódni, emberekben azonban a másfél éves kort követően megszűnik a szaglógumók irányába történő idegsejtáramlás. Magzati mintákat elemezve azt találtuk, hogy a kamrafaltól a szaglógumókig húzódó területen óriási mennyiségben vannak jelen a secretagogint expresszáló idesejtek. Nagyon valószínű tehát, hogy emberben is ugyanazt a funkciót töltik be ezek az idegsejtek, mint a rágcsálókban, a másfeledik életévet követően azonban nálunk leáll ez a folyamat.

– Milyen irányban folytatódnak a közeljövő kutatásai?

– Szeretnénk megtudni például, hogy a kamrafalban születő és a szaglógumó felé áramló idegsejtek mozgását a megfelelő alagút kialakításával lehetővé tevő neuronok honnan kapják a szinapszisaikat. Ehhez a munkához továbbra is megfelelő anyagi támogatást nyújt számunka a Nemzeti Agykutatási Program. Szeretnénk továbbá arról is minél többet kideríteni, hogy irányítható lenne-e valamilyen módon ennek a „terelő” ideg­sejt­cso­portnak a működése: ha a válasz igen, akkor mindez egy mesterségesen kialakítható mikrokörnyezet lehetőségét feszegeti, amely az agy regenerációjának merőben új távlatát nyithatná meg az idegrendszeri betegségek jelenlegi terápiáiban. Egyelőre azonban csak annyi ismert, hogy a leírt idegsejtcsoport rágcsálókban érzékenyen reagál a különféle sérülésekre, és ezekben az esetekben fokozottan segíti a vándorló sejtek előrejutását. A Nemzeti Agykutatási Program hátralévő részében a sec­ret­agogin szerepét olyan agyterületeken is megvizsgáljuk majd, amelyek a viselkedéssel, a stresszhelyzetekkel és a memóriával állnak kapcsolatban.

 ILLYÉS ANDRÁS

2017/21