Vedci pri výskume plošteniek Schmidtea mediterranea objavili nový typ imunitných buniek, ktoré po aktivácii doslova explodujú a do okolia uvoľnia toxické látky. Tieto bunky, pomenované ruptoblasty, dokážu podľa experimentov v laboratórnych podmienkach zničiť okolité bunky v priebehu niekoľkých minút. Autori práce zároveň navrhujú, že ide o doteraz nepopísaný typ bunkovej smrti, ktorý nazvali ruptóza.
Výskumný tím vedený Boom Wangom zo Stanford University sa pôvodne snažil pochopiť, ako sa ploštenky vyrovnávajú s imunitnými hrozbami. Tieto živočíchy sú pre biológov zaujímavé najmä mimoriadnou schopnosťou regenerácie. Hoci nemajú protilátky, pri obnove tela dokážu spustiť silnú obrannú reakciu proti patogénom.
Práve pri pozorovaní buniek pod mikroskopom si vedci všimli zvláštny jav: niektoré bunky akoby náhle mizli a v ich okolí zostávala zóna posiata mŕtvymi bunkami. Keď tím vylúčil, že ide o technický artefakt, začal tieto bunky podrobnejšie skúmať a dal im názov ruptoblasty.
Podľa výsledkov publikovaných v časopise Cell sa ruptóza spúšťa zrejme po zachytení proteínu activin. Ten je známy ako hormón spojený s diferenciáciou buniek aj s imunitnou signalizáciou. Po rozpoznaní activinu sa v bunke rýchlo nahromadí vápnik z jej vnútorných zásob pozdĺž cytoskeletu. Tým vznikne silný vápnikový gradient medzi vnútrom a okolím bunky a ruptoblast môže vybuchnúť za menej než dve minúty od aktivácie.
V laboratórnych podmienkach dokázala ruptóza jedinej bunky usmrtiť až 70 buniek v okolí. Týkalo sa to buniek bakteriálneho, ploštenkového aj cicavčieho pôvodu vrátane ľudských buniek. Práve rýchlosť a úplnosť deštrukcie vedcov prekvapili najviac. Aj odborníci, ktorí sa na výskume nepodieľali, hodnotia tento mechanizmus ako odlišný od už známych foriem bunkovej smrti.
Pre biologický výskum je dôležité najmä to, že nejde len o opis zvláštneho správania jednej bunky. Ak sa potvrdí, že ruptóza je skutočne samostatný mechanizmus bunkovej smrti, môže rozšíriť predstavy o tom, ako organizmy likvidujú hrozby vo svojom okolí. V jednoduchšom jazyku: niektoré imunitné bunky zrejme nebránia telo len tým, že útočia na cieľ, ale aj tým, že obetujú samy seba a pri zániku rozptýlia smrtiaci obsah do priestoru okolo seba.
Ruptoblasty vedci opísali u plošteniek, teda živočíchov, ktoré sa často skúmajú pre výnimočnú regeneráciu. V tomto prípade nejde o bežné pozorovanie známeho typu buniek, ale o novonájdené imunitné bunky so správaním, ktoré výskumníkov najprv zmiatlo. Zdanlivo totiž rýchlo mizli, no po nich ostávali poškodené a mŕtve bunky v bezprostrednom okolí.
Snímka zobrazuje: Intact immune cells (left column) had disintegrated (right column) only 100 seconds after their explosion was triggered by adding a hormone. A cell’s.
Z dostupného opisu vyplýva, že práve tento ničivý účinok na susedné bunky je ich kľúčovou vlastnosťou. Autori preto nehovoria len o novej bunke, ale aj o novom procese, ktorý sa s jej zánikom spája.
Ako prebieha ruptóza
Podľa štúdie celý proces zrejme spúšťa activin. Keď ruptoblast tento signál zachytí, v bunke sa veľmi rýchlo preskupí vápnik uvoľnený z vnútorných zásob. Tento dej súvisí s cytoskeletom, teda vnútornou opornou sieťou bunky, ktorá pomáha udržiavať jej tvar a organizáciu.
Následne vznikne výrazný rozdiel medzi koncentráciou vápnika vo vnútri a mimo bunky. Práve ten podľa autorov vedie k narušeniu bunky a k jej explozívnemu rozpadu. Snímky z experimentov ukázali, že membrána sa začala trhať približne minútu po pridaní hormónu a bunka sa rozpadla zhruba do 100 sekúnd.
Prečo je to iné než známe formy bunkovej smrti
Bunky môžu zanikať viacerými spôsobmi a biológia už pozná viacero dobre opísaných mechanizmov. V tomto prípade však výskumníci aj oslovený externý odborník upozorňujú, že ruptóza sa od doteraz známych typov výrazne líši. Podobnosti existujú, no podľa dostupného hodnotenia nejde o presnú kópiu žiadneho známeho procesu.
To je podstatné aj z vedeckého hľadiska. Klasifikácia bunkovej smrti nie je len terminologická hra. Každý odlišný mechanizmus môže znamenať inú biologickú funkciu, iné chemické signály aj iný význam pre zdravie organizmu či priebeh infekcie. V tomto prípade bude dôležité overiť, či sa rovnaký alebo príbuzný jav objavuje aj mimo plošteniek.
Prečo to zaujíma imunológov
Ploštenky nemajú protilátky, no napriek tomu sa dokážu účinne brániť. Práve preto sú zaujímavým modelom na skúmanie základných a starších foriem imunity. Objav ruptoblastov naznačuje, že obranné stratégie organizmov môžu byť rozmanitejšie, než sa doteraz predpokladalo.
Všeobecne platí, že imunitný systém často stojí pred voľbou medzi presným zásahom a rýchlou, plošnejšou reakciou. Ruptóza podľa opísaných výsledkov patrí skôr do druhej kategórie: bunka sa zničí, ale zároveň okamžite zasiahne široké okolie. To môže byť výhodné pri rýchlom potláčaní hrozby, no zároveň to naznačuje riziko vedľajších škôd na okolitom tkanive.
Čo zatiaľ nevieme a čo bude nasledovať
Hoci výsledky pôsobia presvedčivo, viaceré otázky zostávajú otvorené. Z článku vyplýva, že silný toxický účinok vedci pozorovali in vitro, teda v laboratórnych podmienkach. Ďalší výskum bude musieť ukázať, akú úlohu má ruptóza priamo v tele plošteniek a za akých okolností sa tento mechanizmus spúšťa v prirodzenom prostredí.
Nie je tiež jasné, do akej miery ide o jav obmedzený na tento živočíšny model a či existujú podobné bunky aj u iných organizmov. Práve tieto otázky rozhodnú o tom, či ruptóza zostane zvláštnosťou plošteniek, alebo sa zaradí medzi širšie biologické princípy, ktoré pomôžu lepšie chápať fungovanie imunity a bunkovej smrti.
Na poskytovanie tých najlepších skúseností používame technológie, ako sú súbory cookie na ukladanie a/alebo prístup k informáciám o zariadení. Súhlas s týmito technológiami nám umožní spracovávať údaje, ako je správanie pri prehliadaní alebo jedinečné ID na tejto stránke. Nesúhlas alebo odvolanie súhlasu môže nepriaznivo ovplyvniť určité vlastnosti a funkcie.
Funkčné
Vždy aktívny
Technické uloženie alebo prístup sú nevyhnutne potrebné na legitímny účel umožnenia použitia konkrétnej služby, ktorú si účastník alebo používateľ výslovne vyžiadal, alebo na jediný účel vykonania prenosu komunikácie cez elektronickú komunikačnú sieť.
Predvoľby
Technické uloženie alebo prístup je potrebný na legitímny účel ukladania preferencií, ktoré si účastník alebo používateľ nepožaduje.
Štatistiky
Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na štatistické účely.Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na anonymné štatistické účely. Bez predvolania, dobrovoľného plnenia zo strany vášho poskytovateľa internetových služieb alebo dodatočných záznamov od tretej strany, informácie uložené alebo získané len na tento účel sa zvyčajne nedajú použiť na vašu identifikáciu.
Marketing
Technické úložisko alebo prístup sú potrebné na vytvorenie používateľských profilov na odosielanie reklamy alebo sledovanie používateľa na webovej stránke alebo na viacerých webových stránkach na podobné marketingové účely.
