Az öngyógyító agy

ÚJ IDEGSEJTEK
FELNŐTTKORBAN?

Ha megvágjuk a kezünket vagy eltörjük a lábunkat,
tudjuk, hogy szervezetünk előbb-utóbb meggyógyítja
a sérülést. De mi történik, ha az agy vagy a gerincvelő
sérül meg például agyvérzés vagy baleset következtében?
Az „agy nem gyógyul”, mert szervezetünk más szöveteitől
eltérően az idegsejtek születésünk után nem osztódnak.
Legalábbis eddigi ismereteink szerint így volt.

A tapasztalatok is amellett szólnak, hogy annyi idegsejtünk van, amennyivel születünk. Akinek megsérül a központi idegrendszere, az többé nem tud beszélni, járni vagy a sérülés természetétől függően más fogyatékossággal kénytelen leélni az életét. Szerencsés esetekben némiképp helyreállhat a működés, mert más idegsejtek átveszik az elpusztult sejtek szerepét, ezek azonban nem új sejtek, csak megtanultak valamit, amit azelőtt nem tudtak. Az ilyen jellegű gyógyulás fiatal korban sokkal gyakoribb, mint idős korban, mert a fiatal sejtek még sokkal rugalmasabbak.

A nőstény egerek néhány idegsejtjének magjában kimutatható a hím egér csontvelő-sejtjének Y-kromoszómája

Őssejtek az agyban
Az utóbbi néhány év kutatási eredményeinek köszönhetően alapjaiban kezd inogni az a „tankönyvi” szabály, amely szerint az emlősök szervezetében születésük után nem képződhetnek új idegsejtek. Az 1990-es évek közepén felfedezték, hogy az agyban is vannak speciális őssejtek, amelyek az agykamrák mellett helyezkednek el, s ezek képesek osztódni és új idegsejteket létrehozni az agy néhány meghatározott területén. E sejtek feltehetően az embrionális kortól kezdve ott vannak az agyban, és a számuk az idegrendszer összes sejtjéhez képest csekély. Az utóbbi időben sok kutatócsoport kezdte vizsgálni, milyen anyagok, milyen stimulusok váltják ki ezeknek a sejteknek az osztódását. A kutatók azt remélték (remélik), hogy amikor e titokra fény derül, akkor képesek leszünk ilyen idegi őssejteket mesterséges körülmények között tenyészteni, speciális idegsejtekké formálni és visszaültetni az agyba – ami az agyi sérülések gyógyításában eleddig nem remélt lehetőségeket nyithat. A legtöbb problémát e gondolatmenetben az jelenti, hogy nemigen kívánatos a beteg ember agyába szondát vezetni, hogy onnan a gyógyítására felhasználható őssejteket „kinyerhessük”.

Agysejtek a csontvelőből
A múlt év végén azonban egy izgalmas, új lehetőség csillant fel. Az amerikai Science folyóiratban közölt két cikkben foglaltak szerint az egerek csontvelejében is vannak olyan őssejtek, amelyek bejutnak az agyba, és ott új idegsejteket hozhatnak létre. Hogyan lehetett ezt élő állatban bebizonyítani? Az egészséges állatokba beültetett csontvelő nem tapad meg bennük, igaz, nincs is rá szükségük. Az első feladat annak biztosítása volt, hogy az egerek „elfogadjak” a beadott csontvelőt. A mi kutatócsoportunk (Cikkünk szerzője, dr. Mezey Éva és munkatársai a National Institute of Health-ben – A szerk.) olyan egereket használt a kísérleteihez, amelyek csontvelő nélkül jöttek a világra, és a túlélésükhöz az kell, hogy születéskor egészséges csontvelőt kapjanak. A kísérletben nőstény egerekbe hím egerekből származó csontvelőt ültettünk be, és különböző túlélési idő után az egerek agyában megkerestük azokat a sejteket, amelyek sejtmagjában a kizárólag hím sejtekre jellemző Y-kromoszóma volt jelen. Szövettani módszerekkel ezeket a sejteket olyan anyagokkal festettük meg, amelyek csak idegsejtekben vannak jelen. Tehát azok a sejtek, amelyeknek a sejtmagjában az idegsejtekre jellemző anyag és az Y-kromoszóma egyaránt jelen volt, csak a beadott hím csontvelőből származhattak. A másik kutatócsoport (dr. Tim Brazelton és munkatársai a Stanford Egyetemről) sugárkezelésnek vetette alá az egereket, hogy elpusztítsa a csontvelőt, majd zöld fluoreszcens festékkel megjelölt új csontvelőt adott be az állatoknak. Néhány hónapostúlélés után mikroszkópos metszeteket készítettek az egerek agyából, megkeresték bennük a zölden fluoreszkáló sejteket, és megnézték, vannak-e közöttük idegsejtek.

Az agy „javítórendszere”
Mindkét kutatócsoport arra a következtetésre jutott, hogy a felnőtt egerek csontvelejében is vannak még olyan őssejtek, amelyek a vérkeringés útján bejutnak az agyba, és ott idegsejtté alakulnak. Az eredmény azért meglepő, mert ellentmond mind az embrionális fejlődéssel, mind az idegsejtek életével kapcsolatos eddigi ismereteinknek. Ha feltételezzük, hogy ez a megfigyelés emberre is igaz – ennek bizonyítása a közeli jövő egyik feladata –, akkor felmerül a kérdés, miért nem tudja a beteg emberek agya pótolni az elpusztult idegsejteket? A valószínű magyarázat az lehet, hogy ez az újonnan felfedezett „javítórendszer” rutinszerűen pótolja a normális körülmények között elpusztuló kis számú idegsejtet. Amikor azonban egy nagyobb sérülés következtében idegsejtek százezrei, milliói pusztulnak el, akkor a rendszer kapacitása már nem elegendő, s emiatt megbomlik a pusztulás és az újraképződés nagyon érzékeny egyensúlya. A helyzetet tovább bonyolítja, hogy – mint azt bőrsérüléseinknél mindannyian tapasztaltuk – a sérülés helyén először hegszövet képződik, majd annak védelmében lassan megindul a szövet újraképződése. A sérült bőrön a hegszövet szigetelő szerepet tölt be: megvédi a szennyeződéstől és a baktériumoktól a sebet, hogy az minél gyorsabban és tisztán begyógyulhasson. Amikor a gyógyulás bekövetkeztével új bőr foglalja el a régi helyét, a heg szerepét betöltve leesik. Az agyban ez a folyamat sokkal bonyolultabb. A sérülés helyét igen gyorsan kitölti a véralvadékból (például agyvérzés esetén) vagy kötőszöveti sejtekből (úgynevezett gliasejtekből) álló hegszövet. Az alvadék nagyon lassan felszívódik ugyan, de ottléte – épp úgy, mint a kötőszöveti sejteké – lehetetlenné teszi, hogy a sérülés helyén újraképződjenek az idegsejtek.

Radioaktív timidinnel jelölt idegsejtek (nyíl) keletkezési helyének (balra) és mozgásának (jobbra) vizsgálata

Kiszűrik az őssejteket
Az elmondottak ismeretében milyen úton haladhat tovább a kutatás? Hogyan képzelhető el mégis, hogy a felnőtt csontvelő őssejtjeinek felhasználásával segíteni tudunk a szervezetnek az idegsejtek újraképzésében? Több út lehetséges, és valószínűleg mindegyiket meg kell próbálni, hogy megtaláljuk a legeredményesebb megoldást.
Az egyik lehetőség, hogy a felnőtt csontvelőből kiszűrik azokat az őssejteket, amelyek idegsejtekké alakulhatnak. Ezeket a sejteket azután szövetkultúrában különböző növekedési és differenciálódási faktorok segítségével idegsejt-őssejtté vagy idegsejtté alakítják, és sztereotaktikus (célzott) műtéttel beinjektálják az agy sérült részébe, azt remélve, hogy a sejtek ott beépülnek az egészséges szövetbe, és lassan megtanulják a feladatukat.
A másik lehetőség, hogy megpróbáljuk utánozni a természetet, és rátalálunk az egészséges szervezet által alkalmazott módszerre, arra, amely szükség esetén pótol egy-egy elpusztult idegsejtet. Továbbá segítünk a szervezetnek abban, hogy az az egyébként is működő rendszer „teljesítményét” növelni tudja, és nagyobb sérülések után is képes legyen pótolni az elvesztett idegsejteket. Ehhez persze meg kell találnunk azokat a vegyületeket, faktorokat, amelyek a vérkeringésből „behívják” e sejteket az agyba, és „megcímezik” őket – azaz valahogy tudatják velük, hogy hol és milyen feladatot ellátó sejtekre van szükség. Ha ezt a mechanizmust sikerül megismernünk, akkor valószínűleg lehetővé válik, hogy utánozzuk a szervezetet, és támogassuk abban, hogy több őssejtet tudjon mozgósítani, és gyorsabban.
Ám még hosszú időbe telik, amíg a fent vázolt kísérletek eredményt hozhatnak, mire sor kerülhet arra, hogy az őssejtek segítségével beteg embereket tudjunk gyógyítani. Az új felfedezés azonban annyit máris bizonyított, hogy akárcsak a szervezet többi szövete, az agy is képes gyógyulásra és sejtjeinek újraképzésére. És ez lehetőséget ad arra, hogy az agysérülések gyógyításában eddig kevés eredményt felmutató orvostudomány megtalálja a gyógyítás felé vezető utat.

Dr. Mezey Éva