Az orvostudomány és a technika fejlődése ma már megteremtette a lehetőségét, hogy a tudósok ne csak egy-egy betegség elleni speciális védekezés módjait kutassák, hanem egész “betegségcsoportokkal” vegyék fel a harcot. Ilyen például az időskori degeneratív (tömeges sejtpusztulással együtt járó) betegségek köre.
Olyan rémisztő résztvevőkkel, mint például a rák számos formája, a 2-es típusú cukorbetegség, neurodegeneratív elváltozások – ezek közül a leggyakoribbak az Alzheimer-, a Prakinson-, a Huntington-kór -, izomsorvadás, ízületi problémák, különböző gyulladásos megbetegedések.
Olyannyira, hogy 2016-ban Oszumi Josinori, a tokiói műszaki egyetem molekuláris sejtbiológusa e területen végzett kutatásaiért egyedül kapta az orvosi Nobel-díjat.
Hogy miről van szó pontosan, arról Vellai Tibort, az ELTE Genetikai Tanszékének vezetőjét, az autofágia nemzetközileg elismert kutatóját kérdeztük.
Takarítás, újrahasznosítás sejten belül
Kezdjük azzal, hogy mi az autofágia. A görög eredetű szóösszetétel annyit tesz: önemésztés, és ennél szemléletesebben nehéz is lenne összefoglalni. A sejt egyes komponensei, főleg a fehérjék idővel “elfáradnak”, elhasználódnak, képtelenek lesznek ellátni normális funkciójukat, helyettük újakra van szükség. Ezeket a feleslegessé vált, károsodott struktúrákat a sejt egy kettős membránnal határolt területre irányítja, ahol enzimatikusan lebontja őket.
Alkotóelemeire szedi szét, majd ezekből új komponenseket állít elő. Valójában egy molekuláris körforgásról beszélünk, amely során az elhasználódott, régi, káros makromolekulák alegységeiből új készül – mint a szelektív hulladékgyűjtés és újrahasznosítás.
Az autofágia felelős az öregedésért
Az autofágia kapacitása az életkor előrehaladtával hanyatlik, amikor az ember átlép az időskorba, a károsodások mértéke túlsúlyba kerül. A sejten belüli “felesleges”, káros anyagok felhalmozódása pedig bizonyítottan felelős az “öregedési folyamatok” beindulásáért, illetve számtalan öregkori betegség – mint például a fentiek – kialakulásáért.
Amikor tehát az autofágia rosszul működik, öregszünk, betegségek alakulnak ki. Amennyiben viszont az autofág folyamatokat befolyásolni (aktiválni) tudnánk farmakológiai eszközökkel, megelőzhetnénk vagy gyógyíthatnánk ezeket a betegségeket. És ez lassan tényleg a valóság: genetikai eszközökkel már képesek is vagyunk rá, a gyógyszergyárak ma a megfelelő “pirulák” előállításán dolgoznak.
A gyakorlatban sokkal többet jelent, mint elsőre gondolnánk. Ha valaha megtaláljuk a rák “gyógyszerét” vagy az Alzheimer-kór elleni szert, nyilván korszakalkotó felfedezés lesz.
Ez pedig elméletileg lehetővé tenné az egészséges öregkor tartamának jelentős meghosszabbítását.
20-30 százalékos élettartam-növekedés
Mindez nyilvánvalóan nem a halhatatlanság ellenszere – emeli ki a szakember. A gyakorlatban azt jelenti, hogy belátható időn belül sokáig megelőzhetővé vagy kezelhetővé válhat az összes, időskorra jellemző betegség, és lelassítható lehet az öregedési folyamat sebessége. Nem mindegy, hogy 5-10 vagy akár húsz évet töltünk még egészségben, aktívan, vagy betegségektől gyötörve kórházról kórházra járva …
Nem tudjuk, mikortól alkalmazható majd tömegesen embereknél, de az orvostudomány komoly energiát fektet az autofágia kutatásába. És mindez Oszumi Josinori professzornak köszönhető, mert az ő áldozatos munkája teremtette meg az autofágia molekuláris mechanizmusának és szabályozásának kutatási irányát.
Élesztőben találta, emberre alkalmazta
Elektronmikroszkópos vizsgálatokkal az autofágia jelenségét már 1956-ban felismerték, a tudomány tehát tisztában volt vele, hogy létezik egy ilyen folyamat. Az autofágia mechanizmusát és funkcióját azonban évtizedekig nem tudták vizsgálni, ahhoz már a folyamat molekuláris hátterét (milyen gének és fehérjék kellenek a folyamat végbemeneteléhez) kellett volna feltárni.
Ám az autofág struktúrák annyira kicsik (mikrométer nagyságrendű vezikulák), hogy a hagyományos genetikai módszerek esetükben nem működtek, elektronmikroszkópos vizsgálatok pedig nem voltak alkalmasak a molekuláris meghatározásra.
Oszumi Josinori viszont 1992-ben rájött, hogy az autofág folyamat az egysejtű élesztőgombákban is jelen van, és ebben a közegben szinte szabad szemmel is megfigyelhető. Szinte, mert mikroszkóp kell hozzá, azonban “hagyományos” fénymikroszkóppal is látható, tanulmányozható. A megismerés folyamata így jelentősen felgyorsult, lehetőség nyílt az autofágia mutáns törzsek izolálására és autofág gének meghatározására.
Magyarország az élvonalban
Ha az autofágiát nézzük, valójában tehát egy három évtizedes tudományágról beszélünk, amiben hazánk igencsak jeleskedik. Mi több, könyékig benne van több egyetemünk. Vellai Tibor két közös tanulmányt jegyez Oszumi Josinorival, és az ELTE-n végzett kutatások – elsősorban a korábbi Állatszervezettani Tanszék munkatársai által – alapvető információkkal járult hozzá az autofágia kutatásához.
Elengedhetetlenül fontos továbbá a sejtek növekedéséhez, és a szöveti regeneráció folyamatához. Utóbbi elég szemléletes. A kísérletekhez használt zebrahalak képesek rá, hogy ha farokúszójukat levágják (amputálják), újra kinövesszék azt. Az ELTE-n bizonyították be, hogy az autofág gének kikapcsolásával a halak farka nem nő vissza, nem képes regenerálódni.
Miért jelentős ez? Az autofág rendszerek befolyásolásával gyorsítható a sejtek regenerálódása, és ez jelentős lehet a sebgyógyulás vagy akár az infarktus kezelése esetében.
