Otkrivena nova vrsta ćelija: Eksplodiraju da bi zaštitile organizam

U biologiji se retko dešava da istraživači otkriju potpuno novu vrstu ćelija, a još ređe da pronađu mehanizam koji menja dosadašnje razumevanje načina na koji organizmi prepoznaju i uklanjaju pretnje. Upravo zato je veliko interesovanje izazvalo novo istraživanje naučnika sa Univerziteta Stanford, koji su tokom proučavanja planarija otkrili do sada nepoznatu vrstu imunih ćelija sposobnih da uništavaju ciljeve tako što se same raspadaju, piše SciTech Daily.

Naučnici su ove ćelije nazvali ruptoblasti, a proces kojim se aktiviraju i raspadaju dobio je naziv ruptoza. Reč je o mehanizmu koji do sada nije bio opisan ni kod jednog drugog organizma i koji predstavlja potpuno novi oblik imunološkog odgovora.

Preporučujemo

Istraživanje je sprovedeno na planarijama, malim pljosnatim crvima koji već decenijama predstavljaju važan model u biološkim istraživanjima. Razlog za to je njihova izuzetna sposobnost regeneracije. Kada izgube deo tela, planarije mogu da ga obnove zahvaljujući velikom broju matičnih ćelija koje poseduju.

Naučnici ih zato koriste za proučavanje razvoja tkiva, regeneracije organa i načina na koji ćelije komuniciraju tokom obnavljanja organizma. Uprkos tome što se istražuju veoma dugo, pokazalo se da ove životinje i dalje kriju biološke tajne koje tek treba da budu otkrivene.

Novo otkriće nastalo je tokom pokušaja da se razume kako planarije razlikuju sopstveno tkivo od tkiva druge jedinke. To pitanje posebno je zainteresovalo istraživače jer sposobnost prepoznavanja „svog“ i „stranog“ predstavlja jednu od osnovnih karakteristika imunološke odbrane.

Da bi proučili ovaj proces, istraživači su izvodili eksperimente u kojima su spajali tkiva različitih planarija. Na taj način stvarali su organizme koji su sadržali ćelije poreklom od više jedinki.

U početku je izgledalo da spojena tkiva normalno funkcionišu. Međutim, nakon određenog vremena organizam je počinjao da prepoznaje genetski različite ćelije kao strane. Tada bi dolazilo do snažne reakcije čiji je cilj bio uklanjanje neželjenog tkiva.

Tokom praćenja ovog procesa naučnici su uočili grupu ćelija koje se nisu ponašale kao druge poznate ćelije kod planarija. Njihova aktivnost bila je usko povezana sa odbacivanjem stranog tkiva, što je navelo istraživače da ih detaljnije prouče.

Analize su pokazale da je reč o posebnoj vrsti ćelija koja do tada nije bila opisana.

Ruptoblasti predstavljaju specijalizovane ćelije koje učestvuju u uklanjanju tkiva koje organizam prepoznaje kao strano. Njihova najveća posebnost jeste način na koji deluju.

Za razliku od drugih poznatih ćelija koje napadaju metu i nastavljaju da funkcionišu, ruptoblasti se aktiviraju samo jednom. Nakon što dobiju odgovarajući signal, prolaze kroz dramatičnu promenu koja završava njihovim potpunim raspadanjem.

U trenutku raspadanja oslobađaju sadržaj koji izaziva uništavanje okolnih ciljnih ćelija. Drugim rečima, ćelija se žrtvuje kako bi uklonila pretnju.

Ovakav mehanizam predstavlja osnovu procesa koji su istraživači nazvali ruptoza.

Ćelijska smrt je uobičajena pojava u živim organizmima. Tokom razvoja, obnavljanja tkiva i odbrane od bolesti, ćelije neprestano nastaju i nestaju. Međutim, proces koji su naučnici uočili kod ruptoblasta razlikuje se od ranije opisanih oblika ćelijske smrti.

Tokom ruptoze ćelija veoma brzo gubi integritet i raspada se. Taj proces nije pasivna posledica oštećenja, već pažljivo kontrolisan odgovor koji organizam koristi kao deo odbrambenog mehanizma.

Upravo zbog toga istraživači smatraju da ruptoza predstavlja poseban biološki proces koji zaslužuje zasebnu klasifikaciju.

Jedan od najvažnijih delova istraživanja odnosio se na otkrivanje signala koji pokreće aktivaciju ruptoblasta.

Naučnici su ustanovili da važnu ulogu ima protein poznat kao aktivin. Ovaj signalni molekul već je bio poznat po svojoj ulozi u razvoju i regeneraciji kod planarija, ali se sada pokazalo da učestvuje i u kontroli imunološkog odgovora. Kada je aktivin bio prisutan i funkcionalan, ruptoblasti su mogli da se aktiviraju i pokrenu proces odbacivanja stranog tkiva. Kada su istraživači ometali njegovo delovanje, reakcija odbacivanja bila je znatno slabija. To ukazuje da aktivin predstavlja važnu kariku u komunikaciji između ćelija koje učestvuju u ovom novootkrivenom mehanizmu odbrane.

Otkriće nove vrste ćelija samo po sebi predstavlja važan naučni događaj, ali značaj ovog istraživanja ide i korak dalje.

Pre svega, ono pokazuje da čak i organizmi koji se proučavaju decenijama mogu da kriju do sada nepoznate tipove ćelija i složene biološke procese. Planarije su među najistraživanijim modelima za proučavanje regeneracije, pa činjenica da je kod njih tek sada otkriven potpuno novi tip ćelija govori koliko još toga ostaje da se nauči o funkcionisanju živih organizama.

Pored toga, istraživanje pruža nove uvide u evoluciju imunoloških sistema. Sposobnost prepoznavanja i uklanjanja stranog tkiva smatra se jednom od ključnih osobina odbrambenih mehanizama kod životinja. Ruptoblasti pokazuju da priroda može da razvije veoma različita rešenja za isti problem.

Iako je otkriće ruptoblasta otvorilo novo polje istraživanja, mnoga pitanja za sada ostaju bez odgovora.

Naučnici žele da utvrde koje molekule ruptoblasti oslobađaju tokom ruptoze, kako tačno prepoznaju ćelije koje treba ukloniti i da li slični mehanizmi postoje kod drugih organizama. Takođe će biti potrebno detaljno proučiti način na koji aktivin kontroliše ovu reakciju i kako se različiti ćelijski signali povezuju u jedinstven odbrambeni odgovor.

Otkriće ruptoblasta pokazuje da čak i danas, u vreme naprednih genetskih i molekularnih tehnologija, naučnici mogu da pronađu potpuno nove tipove ćelija i procese koji nisu bili poznati biologiji.

Stanfordov tim nije samo identifikovao novu vrstu imunih ćelija, već je opisao i novi mehanizam kojim organizam može da uklanja neželjeno tkivo. Zbog toga ruptoblasti predstavljaju jedno od najzanimljivijih otkrića u oblasti biologije ćelije i imunologije poslednjih godina.

Iako će biti potrebno još mnogo istraživanja da bi se u potpunosti razumela njihova uloga, jedno je već sada jasno – planarije su ponovo pokazale da i najjednostavniji organizmi mogu da otkriju potpuno nove načine na koje funkcioniše život.

(Telegraf Nauka / SciTech Daily)