A graph explaining parts of the work on autophagy by Yoshinori Ohsumi of Japan is displayed on the screen at the Nobel Forum in Stockholm, after the announcement that Yoshinori Ohsumi won the Nobel Prize in Medicine on October 3, 2016.
The 2016 Nobel prize season kicks off with the announcement of the medicine prize by a scandal-tainted jury, to be followed over the next 10 days by the other science awards and those for peace and literature. / AFP PHOTO / JONATHAN NACKSTRAND
Tudomány

Autofágia: akár évtizedekkel is tovább élhetünk

Bihari Dániel
Bihari Dániel

tud újságíró. 2016. 10. 09. 13:00

Rák, Alzheimer kór, cukorbetegség és vagy tucatnyi öregkori betegség, ami jelentősen lerövidítheti az ember életét. Múlt időbe tehetjük mindet, ha célegyenesbe jut a munka, amit az idén orvosi Nobel-díjjal elismert japán tudós, Oszumi Josinori indított el.
Korábban a témában:

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.

Ezek jellemzően idősebb korban jelentkeznek, és akár évtizedeken át ronthatják az ember életminőségét, végül halált okozhatnak. A megoldás kulcsszava pedig az autofágia.

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 gépezetének feladata, hogy megkülönböztesse a haszontalant a hasznostól, előbbit pedig újrahasznosítsa. Eközben energia szabadul fel, amit a sejt felhasznál a felépítő folyamatokban és a túlélésre éhezés során, ezért nevezhetjük a folyamatot “önemésztésnek” (molekuláris degradáció).

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.

De az autofágia folyamatának tudatos befolyásolása, javítása azt jelentené, hogy egyszerre késleltetnénk az összes időskorra jellemző betegség kialakulását, az izom és ízületi fájdalmaktól kezdve a rákon, a cukorbetegségen át a Parkinson- vagy Alzheimer-kórig.

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 …

Sőt! A humán gyógyászatban ez ma még a jövőt képviseli, de ha modellállatokban genetikai eszközökkel hatékonyan befolyásoljuk az autofágiát, az 20-30 százalékos az élettartam-növekedést eredményez.

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.

A japán tudós kimutatta azt is, hogy ez az élesztőben tetten ért folyamat az emberi sejtekben is működik. Ezért kapott – teljesen megérdemelten – Nobel-díjat 2016-ban.

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.

Itthon mutatták ki például először azt, hogy az autofágia ténylegesen az öregedési folyamat központi szabályozó rendszere. Az élettartam növelését okozó ma ismert 500 gén szinte mindegyike az autofág rendszeren keresztül fejti ki hatását.

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.

 

Kommentek

Legfrissebb videó mutasd mind

24-logo

Engedélyezi, hogy a 24.hu értesítéseket
küldjön Önnek a kiemelt hírekről?
Az értesítések bármikor kikapcsolhatók
a böngésző beállításaiban.