Hogyan készül a mielin?
A mielin az ideg köré burkolt védő lipidhüvely. Szigetelőanyagként működik, hasonlóan a vezeték védőbevonatához, felgyorsítva a jelek elektromos továbbítását az idegsejtek mentén. A mielin az idegsejtek egészségének fenntartásában is szerepet játszik. A mielin működése számos neurológiai rendellenességben, köztük a szklerózis multiplexben szabályozatlan.
Az oligodendrociták a központi idegrendszer mielintermelő sejtjei. A neuron körüli mielinhüvely az oligodendrocita plazmamembránjának része, és egyetlen oligodendrocita akár 50 neuront is képes mielinizálni. A mielinizáció során az oligodendrocita membráncsöveket feszít ki egy neuron keresésére. Amikor talál egyet, a szükséges építőanyagokat leküldi a csövekbe, és még mindig távolról működve összeállítja a neuron köré a mielinréteget: az összetétel, a tekercsek száma és a teljes lefedettség mind számít. A bevonatát elvesztő mielinizált neuron nem tudja megfelelően továbbítani az elektromos jeleket, ami az izomkontroll elvesztéséhez és más neurológiai problémákhoz vezet.
A mielinhüvely nagyrészt lipidekből, köztük szfingolipidekből áll, amelyek kritikusak a mielin szerkezetéhez és működéséhez. A szerin-palimitoyltranszferáz vagy SPT enzim állítja elő az összes szfingolipid gerincét, és a membránhoz kötött ORMDL fehérje figyeli a szfingolipidek szintjét és szabályozza az SPT aktivitását. Az ORMDL tevékenységének pontosnak kell lennie: A túl kevés szfingolipid-termelés akadályozza a mielinizációt, a túl sok pedig mérgező lehet.
Binks Wattenberg, a Virginia Commonwealth Egyetem biokémia és molekuláris biológia professzora a membránbiogenezist tanulmányozza, és most a lipidbiogenezisre összpontosít. “Nagyon kíváncsi vagyok arra, hogy a sejt hogyan tudja, mikor kell szfingolipidet termelni, és mikor kell abbahagyni” – mondta Wattenberg. “Úgy gondolom, hogy az ORMDL lehet a kulcs a kérdés megválaszolásához.”
Wattenberg szomszédos laboratóriumi szomszédja, Carmen Sato-Bigbee, ugyanannak a tanszéknek a professzora, a myelinizációt tanulmányozza, különös tekintettel az oligodendrocitákra. Ők ketten egyesítették erőiket, hogy tanulmányozzák a szfingolipid bioszintézis szerepét a fejlődő agyak myelinizációjában. Friss eredményeikről a Journal of Lipid Research című folyóiratban számolnak be.
A szfingolipid-tartalom és -szintézis dinamikájának feltárásához a mielinizáció során Wattenberg és Sato-Bigbee csapata újszülött patkányok agyával dolgozott, mivel a mielinizáció csúcspontja közvetlenül a születés után következik be. Az agyban csak minden ötödik sejt oligodendrocita, ezért a csapat ezeket a mielint termelő sejteket izolálta kísérleteihez.
A kutatók megállapították, hogy az oligodendrocitákban a mielinizáció során jelen lévő szfingolipidek nagy részének atipikusan hosszú a gerinchálózata – 16 szénlánc helyett 18 szénláncot tartalmaz. “A 18 szénláncú gerinc a lipidek összetételének megváltozására utal a mielinizáció során, ami magyarázatot adhat a mielin szigetelő tulajdonságaira” – mondta Wattenberg. “A jövőbeni munkában szeretnénk megvizsgálni az egyes szfingolipid-típusok szerepét a mielinizációban.”
A tanulmány azt is megállapította, hogy az SPT aktivitása a mielinizáció első néhány napjában megnő, majd csökkenni kezd. Az ORMDL aktivitás nem mérhető, de a kutatócsoport arra következtetett, hogy az ORMDL izoforma expressziója idővel változik. Ezek az eredmények megnyitják az utat a jövőbeli kísérletek előtt.
“A szfingolipid bioszintézis szabályozása kulcsfontosságú a mielinizáció szempontjából, és ha megértjük, hogyan működik ez a folyamat, akkor a jövőbeni kezelések során megváltoztathatjuk” – mondta Wattenberg. “A mi égigérő célunk az, hogy a szfingolipid bioszintézist olyan jól megértsük, hogy átprogramozhassuk az oligodendrocitákat, és visszafordíthassuk a degeneratív myelinizációs betegségekben, például a szklerózis multiplexben jelentkező demyelinizációt.”