Azt hisszük, hogy a kis világunk pontosan tükrözi, vagy kicsiben
megjeleníti azt, ami a nagy világban történik, annak egy kicsinyített, de
minden másban megfelelő képe.
Néhány évtizeddel ezelőtt világossá vált, hogy mennyire
téves lehet ez a felfogás, amikor a tudósok elkezdtek fontolóra venni egy
egyszerű kérdést: "Hány faj van a Földön?" Mennyi emlőst, bogarat
vagy bokrot láttunk magunk körül?
A kérdés tudományos megválaszolására tett kísérletek Terry
Erwin entomológussal kezdődtek. Az 1970-es években Erwin elhatározta, hogy
tanulmányozza a bogarak egy csoportját, amely a panamai trópusi esőerdők fáinak
tetején él. Ezeket a fán élő bogarakat, amelyek leggyakrabban az ágak és a
felhők határfelületén élnek. Az levegőben lévő bogarak megtalálása és
azonosítása során Erwin új módszert alkalmazott. Kötelek segítségével
felmászott egy magas fára, majd rovarirtó ködöt permetezett a szomszédos fa
lombkoronájába. Kezdetben a Luehea seemannii faj fáit párásította, mérgezte meg
ezzel a köddel.
A fák bepárásodása után visszatért a földre, majd megvárta,
amíg az elhullott rovarok lehullanak, mint a szilva ősszel. Amikor Erwin
először próbálta ki ezt a módszert, a rovarok tízezrével estek ponyvákra,
amelyeket az erdő talajára feszített.. Erwin végül körülbelül 950 bogárfajt
számolt össze a Luehea seemannii fákon, legalábbis azokra a bogárfajtákra,
amelyeket ő és munkatársai azonosítani tudtak.
Ráadásul becslése szerint további 206 bogárfaj volt a
zsizsikfélék családjából származó mintáiban, bár egyetlen zsizsikszakértőnek
sem volt ideje hivatalosan elvégezni a szükséges azonosításokat. Az így kapott
mintegy 1,200 bogárfaj több bogárfajt jelent egy erdő egy fafajtájában, mint
amennyi madárfaj van az Egyesült Államokban.
Sőt, amikor Erwin más
fafajtákat kezdett mintázni, más fajokat látott, mint a Luehea seemannii fákon.
Minden esőerdő fafajnak megvolt a maga rovarai és más ízeltlábú fajai, a
trópusi esőerdő fafajai pedig rendkívül változatosak.
Olyan fajok vették körül, amelyeket még soha egyetlen tudós
sem látott, még kevésbé tanulmányozott részletesen.
Ha ennyi névtelen és
eddig nem látott bogárfaj lenne egyetlen faj egyetlen fájában, hány faj lehet
egy egész hektáros erdőben Panamában?
Egyszerű matematikának tűnik, ahogy életünk
sok részlete is, de olyan területekre vezet ez a látszólagos egyszerűség, amit
előre nem igen sejthetünk.
Ha 1,200 bogárfaj
élne a Luehea seemannii fákon, és ezeknek a bogárfajoknak az egyötöde függne az
adott fafajtól, hány bogárfaj lehet egy hektárnyi panamai erdőben?
Feltételezve, hogy a Luehea seemannii fákon tett felfedezései reprezentálják
azt a fajta specializációt, amelyet más trópusi fákon találhat, Erwin
kiszámította a panamai erdők bogárfajainak számát, figyelembe véve a jelenlévő
fafajok számát. Az eredmény negyvenhatezer ízeltlábú faj volt egy hektáros
erdőben Panamában.
Ugyanezt az egyszerű matematikát használta az ízeltlábúak
számának becslésére nemcsak egy hektár panamai erdőben vagy Panama összes
erdőjében, hanem a világ összes trópusi erdőjében. Ha körülbelül ötvenezer
trópusi fafaj lenne a Földön, írta Erwin a Coleopterists Bulletin kétoldalas
cikkében, "30 millió trópusi ízeltlábú faj lehet a világon".
Tekintettel arra,
hogy akkoriban csak körülbelül egymillió ízeltlábú fajt (és általában 1,5
millió organizmusfajt) neveztek el, ez azt jelentené, hogy minden húsz
ízeltlábú fajból tizenkilencet még nem neveztek el!
Erwin becslése tudományos viták hullámát váltotta ki. A
tudósok agresszíven vitatták érvényességét nyomtatásban és passzív-agresszíven
személyesen. Egyes tudósok egymás közt azt sugallták, hogy Erwin bolond volt.
A Földön élő rovarok
és más ízeltlábúak számának legfrissebb becslése szerint körülbelül nyolcmillió
lehet, ami azt jelenti, hogy nyolc állatfajból hetet még nem neveztek meg.
A megkezdett gondolatvonalat tovább boncolgatva, vizsgálva
más élőlény csoportokra: gombák,
egysejtűek és bakteriofágok hihetetlen gazdagságával találjuk magunkat szembe. A
világunkról kiderül, hogy sokkal változatosabb és eltérőbb lehet, mint amit
eddig tudtunk, vagy véltünk tudni.
Ez az erwini forradalom legfontosabb felismerése, amely
együtt jár az általam Erwin-törvénynek nevezett megállapítással.
Erwin
törvénye kimondja, hogy az élet általában sokkal kevésbé tanulmányozott, mint
amilyennek elképzeljük.
A törvény
kiterjesztését a mindennapunk pszichológiai jelenségeire az olvasó képzeletére
bízom, én a megkezdett úton haladok tovább, egy másik célt követve.
20-30 éve egy újabb
fordulatnak lehettünk szemtanúi, a bennünk élő egysejtűek felfedezésének és
részletes leírásuknak, az életünk minden területére kiterjedő befolyásuk
bizonyításának. A bélbaktériumaink határozzák meg, hogy mit gondolunk, mit
eszünk és hogy boldogok vagyunk-e jelenleg. 50 éve még betolakodók, betegséget
terjesztők voltak, ma a barátaink, akikkel foglalkoznunk kell, ápolni, etetni
babusgatni őket. Ma minden nap hallunk felőlük, a tudomány szolgáltatja az
alapanyagot hozzá, mit együnk, mikor és mennyit, hogy a bélbaktériumaink az optimális
mennyiségű boldogsághormont termeljék számunkra, hogy a nirvánai éden
állapotban leledzünk életünk minden egyes percében.
Egy újabb, nem várt fordulatnak vagyunk az elején és a
cikkem fő témájához értünk, három oldal kellett hozzá, hogy megtörténjen az
első gyilkosság, és hol vagyunk még a tettesektől, a megoldástól.
A modern emberi identitás alapját évezredek óta a fizikai
határaink és az egyediségünk képezik. A felvilágosult nyugati gondolkodás az
individuumot, az egyént emelte piedesztálra: az ember egyedi, oszthatatlan
lény, amelynek genetikai állománya – a DNS, a molekuláris ujjlenyomat – elvileg
megkérdőjelezhetetlenül egyedivé, homogénné és behatárolttá tesz minket.
Az elmúlt évtizedek biológiai forradalma azonban elsöpörte
ezt a dogma-gyűjteményt. Kiderült, hogy a testünkben élő sejtek fele nem is a
sajátunk, és ami még meglepőbb:
még a saját emberi sejtjeink sem feltétlenül származnak a
kezdeti, egyetlen megtermékenyített petesejtből.
"Az ember egy önálló, elkülönült individuum" –
tanuljuk ezt gyerekkorunktól kezdve. Ám ez az elképzelés, amely évszázadokig
nyugtatóan szolgálta az egónkat, az utóbbi két évtizedben alapjaiban rendült
meg.
Először a mikrobióm
felfedezése mutatott keserűen rá: testünkben annyi baktérium-, vírus-, gomba-
és élesztősejt él, mint amennyi humán sejtünk létezik.
A mikrokimerizmus – ez a furcsán csengő, a görög mitológia
tűzokádó szörnyétől kölcsönzött kifejezés – arra a jelenségre utal, amikor egy
szervezetben kis mennyiségben más egyedektől származó sejtek élnek.
Ami számomra megdöbbentő, hogy úgy tűnik ez nem valami ritka
anomália. Ez mindannyiunkra igaz.
Te is kimérás vagy,
én is az vagyok,
mindannyian azok vagyunk.
A történet az anyai méhben kezdődik, abban a meleg, sötét
tengerben, ahol életünk első, és sok esetben legjelentősebb időszakát töltjük.
A magzat és az anya között sejtcsere indul el, és a
legfontosabb megállapítás az lehet, ez nem egyirányú folyamat. Míg a magzati
sejtek átjutnak a placentán és bejutnak az anya véráramába, addig az anyai
sejtek is átkelnek a másik irányba, és beépülnek a fejlődő magzat szerveibe.
Ez a kétirányú
forgalom létrehozza azt, amit fetomaternális mikrokimerizmusnak
nevezünk.
Az igazán megdöbbentő nem csak az, hogy ez
megtörténik, hanem hogy ezek a sejtek évtizedekig, sőt talán életre szólóan
megmaradnak.
Diana Bianchi, a
Harvard orvosprofesszora 1993-ban keltett hatalmas meglepetést, amikor
kimutatta, hogy olyan nők vérében is találhatók fiúgyermekeiktől származó
sejtek, akik 27 évvel korábban szültek. A legidősebb vizsgált nő 94 éves volt,
és még mindig hordozta magában gyermekei sejtjeit.
A statisztikák elképesztőek a témában. Egy dán kutatás
szerint a vizsgált nők 70%-ában találtak férfi eredetű mikrokimérás sejteket.
Egy holland ikerkutatásban a résztvevő nők 26,9%-ában mutattak ki férfi DNS-t.
Terhes nők szerveit
vizsgálva pedig azt találták, hogy a tüdőben 470, a lépben 208, a májban 192, a
vesében 135, az agyban 85, a szívben pedig 40 mikrokimérás sejt található
millió sejtenként. Nem nagy szám, de sok kicsi tudjuk hová vezet…
Ez csak a kimutatható
sejtek száma – a valóság vélhetően még ennél is összetettebb.
Lee Nelson, a terület egyik úttörője, Seattle-ben 63%-os
gyakorisággal talált férfi eredetű sejteket elhunyt nők agyában – nőkében,
akiknek soha nem volt neurológiai betegsége. Azokban a nőkben pedig, akiknek
Alzheimer-kórjuk volt, szignifikánsan alacsonyabb volt ezeknek a sejteknek a
koncentrációja.
Véd talán az agyi mikrokimerizmus az Alzheimer-kórtól? A
kérdés még nyitott, de a lehetőség izgalmas.
Magyarországon az autoimmun betegségek a felnőtt lakosság
mintegy 6-7%-át érintik, ami körülbelül 400-500 ezer embert jelent. Világszerte
az autoimmun betegségek prevalenciája 5-8% között mozog, és ezen betegségek
mintegy 78-80%-a nőket érint.
A reumás csomókban szenvedő betegek 47%-ában találtak mikrokimérás
sejteket. Szisztémás szklerózisban szenvedő nőknél szignifikánsan magasabb a
fetális mikrohimerizmus (82,9% vs. 63,6% az egészséges kontrollcsoportban),
rheumatoid arthritisben és lupusban szenvedőknél pedig 18%, illetve 31% volt a
mikrohimerizmus gyakorisága, szemben az egészséges kontrollcsoport 3,7%-ával.
Amikor a tudósok
elkezdtek kimérákra vadászni
1893-ban Georg Schmorl német patológus különös sejteket vett
észre olyan nők tüdejében, akik terhesség vagy szülés közben hunytak el. Óriási
sejtek voltak, több sejtmaggal – olyanok, amilyenek normális esetben csak a
csontvelőben és a placentában fordulnak elő. Schmorl azt feltételezte, hogy
ezek a trofoblaszt sejtek a placentából származnak, és valahogy átjutottak az
anyai vérkeringésbe.
Több mint hatvan évbe telt, mire ezt a hipotézist igazolták.
1959-ben New York-i kutatók kimutatták, hogy trofoblaszt sejtek a terhesség 18.
hetétől kezdve jelen vannak az egészséges várandós nők vérében. Tíz évvel
később, 1969-ben Melvin Grumbach csapata San Franciscóban férfi Y-kromoszómákat
talált terhes nők limfocitáiban – sejtek, amelyek nyilvánvalóan a hím magzattól
származtak.
Képzeld el a tudományos közösség reakcióját. Először
csalódottság: ha a magzati sejtek évtizedekig megmaradnak az anyai
szervezetben, akkor lehetetlen megbízhatóan megállapítani egy jelenlegi
terhesség genetikai jellemzőit az anyai vérből.
Aztán értetlenség: az immunológia akkori és jelenlegi
paradigmája szerint ez egyszerűen lehetetlen.
Az immunrendszer
feladata, hogy felismerje a "saját" és a "nem saját"
közötti különbséget, és elpusztítsa az utóbbit. Egy másik személytől származó
sejt nem maradhat fenn évekig, évtizedekig egy egészséges szervezetben – ez
volt és ma is ez az általános hit.
A betolakodóktól a
segítőkig: egy paradigmaváltás története
"Ghost hunters" – szellemvadászok.
Így gúnyolták egymás
között néhány szkeptikus kutató Lee Nelsont és kollégáit. Nelson reumatológus
volt, és nem tudott szabadulni egy kérdéstől: miért szenvednek nők sokkal
gyakrabban autoimmun betegségekben, mint a férfiak?
A hormonok nem adtak kielégítő magyarázatot. De volt egy
másik megfigyelés, amely megragadta Nelson figyelmét: a graft-versus-host
betegség – egy szervátültetés után fellépő súlyos szövődmény – klinikailag
meglepően hasonlít bizonyos autoimmun betegségekre, különösen a szklerózisra.
Mi lenne, ha a mikrokimérás sejtek lennének felelősek valamilyen
módon az autoimmun betegségekért?
Mi van, ha ezek az idegen sejtek támadják az anya szöveteit,
vagy fordítva: az anya immunrendszere próbálná elpusztítani őket, és a
kereszttűzben a saját szövetei sérülnének meg?
Az elmélet eléggé meggyőzően hangzott, és az első eredmények
alátámasztották azt: szklerózisban szenvedő nőkben gyakrabban és nagyobb
koncentrációban találtak férfi eredetű sejteket, mint az egészséges
kontrollcsoportban.
Hamarosan más
autoimmun betegségekben is felfedezték a mikrokimérás sejteket: a rheumatoid
arthritisben, lupusban, Sjögren-szindrómában, juvenilis dermatomyositisben
szenvedők károsodott szöveteiben.
Az orvosi nyelvhasználat is tükrözte ezt az ellenséges
szemléletet. A sejtek "migránsokká", "betolakodókká",
"illegális bevándorlókká" váltak a tudományos diskurzusban, amelyek
"átlépik a határokat", "megszállnak", "kolonizálnak".
A mikrobák
felfedezése is világos párhuzamot mutatott ezzel, eleinte kórokozók, betegséget
terjesztők voltak, amiket ki kell irtani, manapság a mikrobiom egy kissé
árnyaltabbá teszi ezt a képet, de nem
sokkal. A változás nehéz és hosszan tartó.
2001-ben Diana Bianchi csapata egy 48 éves nő
pajzsmirigyszövetét vizsgálta. Amikor mikroszkóp alá helyezték a mintát,
"zöld pontok ezrei" villogtak a fluoreszcens jelölés révén – férfi
sejteket mutatott egy női szervezetben. De ezek a sejtek nem különböztek a
környező női pajzsmirigysejtektől. Tökéletesen beilleszkedtek. Működő
pajzsmirigysejtek voltak, csak éppen más DNS-sel.
Egy másik páciensnek, egy 40 éves nőnek, akinek hepatitis
C-je volt, a májában szintén tömegével találtak férfi eredetű sejteket. Ezek a
sejtek két terhességből származtak, amelyeket 17 és 19 évvel korábban
megszakítottak. És ők is teljesen integrálódtak: működő májsejtek voltak.
A kép hirtelen megváltozott. Mintha tűzoltókat vádolnánk meg
azzal, hogy ők okozták az erdőtüzeket, csak azért, mert mindig ott vannak, ahol
a láng tombol.
Mi van, ha ezek amikrokimérássejtek nem támadják a
károsodott szöveteket, hanem próbálják megjavítani őket?
Minden változik: a
regeneráció reménye
Kiarash Khosrotehrani PhD-hallgató volt Diana Bianchi
laboratóriumában a 2000-es évek elején. Genetikailag módosított egereket hozott
létre, amelyeknek sejtjei világítottak a sötétben – pontosabban
biolumineszcencia révén nyomon követhetővé váltak. Egy napon az egyik várandós
egér megkarmolta magát, mély sebet ejtve a szeme felett. Amikor Khosrotehrani a
sötétkamrába helyezte az állatot, hogy ellenőrizze, vannak-e foszforeszkáló
magzati sejtek a szervezetében, meglepő látványban volt része: egy nagy, ragyogó
folt jelent meg a képernyőn, pontosan a seb helyén.
A magzati sejtek a sebhez vándoroltak. Mintha valami hívta
volna őket.
Khosrotehrani megismételte a kísérletet, ezúttal kontrollált
körülmények között, szándékosan okozott sebekkel. Az eredmény ugyanaz volt: a
foszforeszkáló sejtek a seb felé áramlottak, mint a tehenek az itatóhoz
vasárnap délben.
Azóta számos tanulmány igazolta: a mikrochimérás sejtek
részt vesznek a sebgyógyulásban. Egér kísérletekben azok az állatok, amelyeknek
nem voltakmikrokimérássejtjeik, lassabban és rosszabb minőségben gyógyultak.
De nemcsak a bőr gyógyulhat ilyen módon. 2011-ben Hina
Chaudhry és csapata a Mount Sinai Orvosi Iskolában kimutatta, hogy magzati
őssejtek a placentából az anya sérült szívéhez vándorolnak szívinfarktus után.
Ott érsejtekké, simaizomsejtekké, sőt, dobogó szívizomsejtekké
differenciálódtak. A sejtek csak a sérült területre vándoroltak, az ép
szerveket nem érintették. Ez óriási jelentőséggel bírhat a szívregeneráció
szempontjából, ahol eddig viszonylag kevés sikert értek el az őssejt-terápiák.
2008-ban pedig Lee Nelson csapata anyai eredetű sejteket
talált egy 11 éves cukorbeteg fiú hasnyálmirigyében – sejteket, amelyek
inzulint termeltek. Az anyai sejtek próbálták pótolni a gyermek károsodott
hasnyálmirigy-sejtjeit.
Sajnos nem tudták megmenteni a fiút, de a lehetőség ott
lebeg a levegőben: mi van, ha egy anya őssejtjeit be lehetne gyűjteni és fel
lehetne használni cukorbeteg gyermeke kezelésére?
Ezek a sejtek
genetikai előnnyel bírnának egy teljesen idegen donortól származó sejtekkel
szemben.
Rákot vadászó
sejtek
2008-ban egy következő meglepetés érkezett, mondhatni nem
váratlanul.
Vivek Gadi és Lee Nelson 82 nőt vizsgált a szülés után, akik
közül 35-nek volt emlőrákja. Férfi DNS-t kerestek a vérükben, amely
valószínűleg korábbi fiúterhességből származott. A fetális mikrohimerizmust
szignifikánsan gyakrabban találták meg az egészséges nőkben, mint az emlőrákos
betegekben: 43% vs. 14%.
A hipotézis: a megmaradt magzati sejtek immunfelügyeletet
biztosítanak az anyai szervezetben, és felismerik, elpusztítják a rákos
sejteket. Azóta egy 2024-es meta-analízis, amely 12 tanulmányt és 3078 női
résztvevőt foglalt magában, megerősítette: a férfi eredetű mikrohimerizmussal
rendelkező nők körülbelül 49%-kal alacsonyabb rákrizikóval rendelkeznek. Ez a
védelem több ráktípusra kiterjedt: emlő-, vastagbél-, petefészek-, méh-,
pajzsmirigy- és agyrákra.
De a történet természetesen nem ennyire egyszerű, mikrokimerizmus
nem mindig jótékony. Egyes esetekben valóban összefügg autoimmun betegségek
kialakulásával.
A kérdés mindig az:
milyen körülmények között, milyen sejtekkel, milyen immunológiai kontextusban
történik mindez? Nem létezik egyszerű válasz, nem létezik fekete-fehér
kategorizálás.
Minden családi
titkot a genetika őriz
2004-ben Lydia Fairchild Washington államban úgy határozott,
hogy segélyt igényel gyermekei számára. Az illetékes hatóság DNS-tesztet
követelt, hogy bizonyítsa: a gyerekek valóban az ő gyermekei. Az eredmény
megdöbbentő volt: a gyerekek nem voltak az ő biológiai leszármazottai.
Fairchildet csalással, hamis állításokkal vádolták meg. Csak egy szerencsés
véletlen mentette meg: egy másik eset, Karen Keegané, aki szervdonor akart
lenni fiai számára, de a DNS-teszt azt mutatta, hogy nem ő a biológiai anyjuk.
Mindkét esetben a magyarázat a mikrokimerizmus volt.
Fairchild és Keegan testvérei sejtjeit hordozták – olyan testvérekét, akik
valószínűleg soha nem is születtek meg, hanem az embrionális fejlődés korai
szakaszában felszívódtak. Ezek a sejtek az ikerpárjukból szárma
ztak, és
beépültek a testükbe, beleértve a petesejtjeiket is.
Képzeld el az ökoszisztémát egy erdőben. A fák, a gombák, a
baktériumok, a rovarok – mind összekapcsolódnak, kölcsönösen függenek
egymástól. A fagy gyökérrendszere a gombákkal alkotott mikorrhiza kapcsolatok
nélkül nem tudna létezni. A gomba sem tudna túlélni a fák fotoszintézise által
termelt cukrok nélkül. Ez egy szimbiózis, nem egy háború.
Most képzeld el, hogy a tested ilyen. Nem vagy egy magányos
sziget, hanem egy komplex ökoszisztéma, amelyben a saját sejtjeid mellett anyai
sejtek, magzati sejtek, mikrobiális sejtek is élnek – és mindannyian együtt
dolgoznak.
A határok elmosódnak. A "te" és az
"ő" fogalmai kevésbé jelentenek valamit.
Ez nem csak biológiai felfedezés. Ez filozófiai forradalom
is.
Megjegyzések
Megjegyzés küldése