A csontvelő az emberi test fő vérképző szerve. Hibás működése esetén kevés lesz a véráramban a „hasznos” fehérvérsejt, viszont funkció nélküli daganatos sejtek szaporodnak fel – ezt nevezzük leukémiának. Német Katalin, az MTA Természettudományi Kutatóközpont Enzimológiai Intézetének kutatója azt vizsgálja, hogy egy bizonyos őssejttípus hogyan befolyásolja a daganatos sejtek szaporodását speciális szövettenyészetekben.
– Hogyan fordult az érdeklődése a jelenlegi kutatási témája felé?
– Sok évvel ezelőtt a Hematológiai és Immunológiai Intézet diagnosztikai és kutatóegységének részeként működött egy kis csoportom. A vérképzés betegségeit vizsgáltuk, azaz hematológiai problémákat. Ehhez társult később az őssejtkutatás előretörése. Az akkori mindennapi munka irányította az érdeklődésemet afelé, hogy malignus, vagyis rosszindulatú daganatos betegségek komplex vizsgálatába is bekapcsolódjak.
–A leukémiások csontvelőjében az egészségeshez képest más folyamatok zajlanak le; nem normálisan folyik a vérképzés?
– A betegség lényege, hogy éretlen, funkcióképtelen fehérvérsejtek kerülnek ki a vérkeringésbe, amelyek nem tudják végrehajtani funkcióikat, az immunválasz csökken vagy hiányzik. A kemoterápiával ezeket a beteg sejteket igyekeznek kiirtani. Sajnos a kezelés sokszor tönkreteszi a környező egészséges szöveteket, sejteket is. Minthogy a vérképzés fő helye a csontvelő, ahol nagy mennyiségben élnek különböző típusú őssejtek, a betegség kiindulását itt kell keresnünk, de egyben erre a környezetre hatnak intenzíven a sejtpusztító gyógyszerek is. Kutatásaink olyan modellrendszer kifejlesztésére irányulnak, amely a vérképzés környezetében található, de abban nem résztvevő kötőszöveti őssejtek és a leukémiás sejtek kölcsönhatását vizsgálja. A fő kérdés, hogy ki kit győz le és milyen eszközökkel? E kérdés megválaszolásán túl az is érdekel minket, hogy a drasztikus kemoterápia hatására hogyan tolódnak el, változnak meg a folyamatok, mi történik a gyógyítás alatt a korábban egészséges őssejtekkel. Ezek segítik a gyógyulást, vagy éppen ártanak?
– A médiában sokat szerepelnek a köldökzsinórból kivett őssejtek. A legtöbben erre gondolnak, amikor az őssejt szót olvassák. Ugyanakkor a multipotens őssejtek, amikkel Ön foglalkozik, kicsit mások. Mit érdemes tudni az őssejtekről általában? Milyen típusaik vannak?
– Az egyedfejlődés során, a megtermékenyített petesejt első néhány osztódása után, olyan „mindent-tudó” – pluripotens) – őssejtek keletkeznek, amelyek szaporodásából, szabályozott mechanizmusokkal a szervezet teljes egésze, annak építőelemei, azaz sejtjei kifejlődhetnek. Ezeket a nagyon korai sejteket embrionális őssejteknek is nevezzük. A kifejlett élőlény sejtjei között kis számban találunk olyanokat, amelyekből többféle fejlődési irány indulhat, de már nem minden testi sejtet képesek létrehozni. Ezeket „sokat-tudó” – multipotens – őssejteknek, kötőszöveti őssejteknek nevezzük. Az általunk vizsgált őssejtekből keletkeznek a csont,- zsír,- a porcsejtek, valamint kisebb arányban fejlődhet belőlük akár izom, ín, vagy érfalat képező, úgynevezett endotélsejt is. A szervezetben szinte mindenhol megtalálhatóak, így a csontvelőben, a köldökzsinór kocsonyás állományában, a zsírszövetben stb. Amikor köldökzsinórvér fagyasztását kérik a szülők, ma már ilyen sejteket is konzerválnak, de főként a vérsejtek képzéséért felelős vérképző őssejteket. Ezek felhasználása esetleg a vérképzés betegségei esetében lehet majd hasznos. A vérképzés ugyan ez utóbbi őssejtekből történik a csontvelőben, de már egy ideje tudjuk, hogy rosszindulatú hematológiai betegségek esetében a kötőszöveti őssejtek is károsodtak. Ezeket a sejteket a kemoterápia ugyancsak érinti.
– A kísérleti rendszerüknek lehet olyan gyakorlati alkalmazása, hogy a leukémiás betegek kemoterápiáján tudnak majd változtatni, finomítani? Konkrétan milyen vizsgálatokat végeztek?
– Kísérleteink egyik kiindulópontja, hogy emberekből, műtétek során – etikai engedéllyel – szövetmintákat vettek orvosok. Ezeket a szövetdarabkákat egyébként a szemétbe dobták volna, de mi egy speciális technikával kiválogattunk belőlük kötőszöveti őssejteket. Ezek megfelelő tápoldatokban szaporodnak, életben tarthatóak néhány hónapig, aztán elpusztulnak. Véges élettartamú sejtek ezek, csak kísérleti célra hozzuk létre a tenyészeteket. Ahhoz, hogy többféle műszeres eljárást is alkalmazhassunk a kutatásban, fluoreszcens fehérjéket kifejező sejteket hoztunk létre: megfelelő hullámhosszúságú fénnyel megvilágítva a kötőszöveti őssejtek zölden, míg a leukémiás sejtek pirosan fluoreszkálnak.
Olyan laboratóriumi kísérleti rendszer kidolgozásán fáradozunk, amelyben ezeket az egészséges kötőszöveti őssejteket leukémiás betegből származó sejtekkel neveljük együtt közös edénykében. Az utóbbiakat sejtbankokból lehet kísérletek céljára beszerezni. A kísérletek során megfigyelhetjük egymásra gyakorolt hatásukat, elemezhetjük a hatás mechanizmusát, sőt az összekevert sejtek kemoterápiás szer hatására történő viselkedését is látjuk. Ez azt modellezi, hogy egy beteg daganatsejtje hogyan viselkedhet egészséges őssejtekkel. Mérjük a sejtek szaporodását, és vizsgáljuk, hogy milyen módokon kerülnek egymással kölcsönhatásba: milyen jeleket továbbít az egyik sejt a másiknak, hogyan pusztítja el vagy serkenti annak szaporodását.
– Ezek igen kicsiny, in vitro, azaz kémcsőben létrehozott sejttenyészetek.
– Tenyésztő edényekben „neveljük” a sejteket, pici lyukakban, ahova csak a milliliter töredéke mennyiségű folyadék fér be. Az őssejteket az edény aljára tapasztjuk, majd ebbe a környezetbe tesszük a rákos sejteket. Ezek után együtt él a kétféle sejttípus nagyjából egy hétig. Az egymásra gyakorolt hatás következtében módosul a szaporodásuk, az induló sejtarányok, illetve az esetenként a tápoldathoz adott gyógyszerhatóanyagok függvényében. Amikor az őssejtek számához képest tízszer több leukémiás sejtet tettünk a tenyészethez, azt találtuk, hogy a rákos sejtek néhány nap alatt elpusztítják az őssejteket. Azt is megfigyeltük, hogy a leukémiás sejtek átadják az egészségeseknek a saját sejthártyájuk (sejtmembránjuk) egy részét, de valószínűleg más anyagokat is. Viszont ha a kísérlet elején nagy mennyiségben teszünk az edényekbe egészséges sejteket, és azokat csak 2-3-szoros menynyiségű rákos sejttel hozzuk kapcsolatba, akkor a kölcsönhatás megfordulhat, az őssejtek „védekeznek” és mérgezik az egyébként gyorsan szaporodó daganatsejteket. De hogy ez hosszú távon érvényesül-e, azt nem tudjuk még megmondani.
– A most vizsgált vegyületek alkalmazásával hosszú távon akár új kemoterápiás módszereket lehet kifejleszteni?
– Ez az egyik célja a vizsgálatoknak. Ugyanakkor a végeredmény nem csak kemoterápia lehet. Talán ki lehet majd vonni azokat az anyagokat a sejtek környezetéből, amelyeken keresztül kommunikálnak. Ezek lehetnek például sejtszaporodást befolyásoló anyagok, úgynevezett növekedési faktorok, vagy anyagokat magukba foglaló, a sejtekből leváló apró gömbök (vezikulák). Ha jobban megismerjük ezek működését és keletkezését, akkor olyan terápiás készítmény lehet belőlük, amelynek segítségével le tudják állítani a daganatos sejtek szaporodását.
BAJOMI BÁLINT
2017/11
