Katona István kutatócsoportja a Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézetben évek óta vizsgálja az endokannabioid-rendszer központi idegrendszerben betöltött funkcióit. Nemrégiben a Nature Communications folyóiratban publikálták hosszú kísérletsorozatuk legnagyobb felfedezését. Kimutatták ugyanis, hogy az endokannabioid-rendszer egyik enzimje alapvető szerepet játszik az embrionális agy egy eddig nem ismert mechanizmusában: az agyi őssejtekről leváló, de hibásan differenciálódó leánysejtek programozott sejthalálában. A felfedezésnek a fejlődésneurológián jóval túlmutató konzekvenciái lehetnek, hiszen a metasztázisossá váló tumorsejtek is e mechanizmus megkerülésével kerülik el a védelmi célú sejthalált. Felmerülhet, hogy az új mechanizmus befolyásolása révén később tumorellenes terápiákat lehet majd fejleszteni. 

Az anoikis viszonylag új kifejezés a sejtbiológiában. Azt a fajta programozott sejthalált nevezik így, amely akkor következik be, amikor a normális működésükhöz biztos horgonyzást igénylő sejtek valamilyen betegség vagy sérülés következtében elszakadnak a normális extracelluláris mátrixuktól. A legtöbb sejttípus normális körülmények között egész életében a fajtájának megfelelő szövet közelségében tartózkodik, életben maradásához szüksége van a többi hasonló sejttel folytatott állandó kommunikációra.  

Az extracelluláris mátrixtól elszakadó sejtek veszélyt jelentenek az egész szervezetre, ezért életbe lép bennük az anoikis mechanizmus, és elpusztulnak. A kifejezést 1994-ben alkották a kaliforniai La Jolla Rákkutató Alapítvány tudósai a görög ház szó fosztóképzősítésével. Az anoikis nem mindig működik megfelelően. A metasztázisossá váló (áttétképző) tumorsejtek hiába szakadnak le a tumorról, nem pusztulnak el, hanem más szövetekben is rákot képesek okozni. Az áttétes daganatok gyógyításához tehát elsődleges fontosságú lenne az anoikis mechanizmusának pontos ismerete, hogy esetleg serkenthessük a veszélyes sejtekben. 

De hogyan kapcsolódik mindez az agykutatáshoz? Nos, Katona István, az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet csoportvezetője és munkatársai rátaláltak egy eddig ismeretlen mechanizmusra, történetesen anoikis egyik megnyilvánulási formájára a fejlődő agy neuronális őssejtjeinek működésében. Sőt, a molekuláris mechanizmusát is fel tudták deríteni, ami esélyt ad a későbbi gyógyszer terápiák kifejlesztésére. 

Az agykutató a 2000-es évek óta foglalkozik az úgynevezett endokannabioid-rendszer működésével, és központi idegrendszeri szerepével. E rendszer egyik eleme az anandamid endokkanbioidot termelő enzimfehérje. A vegyület neve mennybéli boldogságot jelent szanszkritül, aminek alapja, hogy a jóleső érzések agyi létrejöttében van ismert szerepe. De az enzim funkciói korántsem korlátozódnak erre. Az enzim génje mindenkiben jelen van, és szerkezete nagyon keveset változott az elmúlt évmilliók törzsfejlődése során. Ez arra utal, hogy életbevágó funkciója van – nyilatkozta Katona István a Magyar Hangnak. 

Sokáig azonban nem sejtették, hogy mi lehet ez, ugyanis a felnőtt emberekben már nincs jelen az enzim. A kutatás egyik áttörsését az jelentette, amikor felismerték, hogy az embrionális, nagyon gyorsan fejlődő agyban tölthet be fontos feladatot a fehérje. Ez a feltételezés bizonyítást is nyert, amikor az egérembriók agykamráinak falában lévő idegi őssejtekben találták meg az anyagot, de a feladata továbbra sem volt egyértelmű. 

Az agyi őssejtek az embrionális agyban elképesztően aktívak, hiszen tömegesen jönnek létre az új neuroronok, amelyek elválva az őssejtektől, felvándorolnak az agykéregbe, ahol más idegsejtekkel kapcsolatot teremtve fejlődnek érett agysejtekké. Az őssejtektől való elválás a fejlődésük kritikus pontja, és mivel millárdszámra történik meg az első életszakaszban, feltételezhető, hogy sok hiba is előfordul. Ennek ellenére viszonylag kevés hibás sejtet találni az agyban, ami arra utal, hogy léteznie kell egy – korábban nem ismert – védelmi mechanizmusnak a hibás sejtek semlegesítésére. 

A molekuláris biológiában, amikor egy gén funkcióját kutatják, a legelterjedtebb módszer, hogy kiütik (vagyis működésképtlenné teszik), és figyelik, hogy az állat mely funkciói romlanak el. Az az életműködés, amely károsodást szenved, feltétlezhetően kapcsolatban áll a kérdéses génnel. Az egérembriókban azonban ez a megközelítés nem hozott eredményt, a neuronális őssejtek akkor is normálisan osztódtak, ha bennük kikapcsolták ezen endokannabioid-termelő enzim génjét. Ellenben, ha a már differenciált sejtekhez adták ezt enzimet (amelyek normálisan már nem termelik), akkor a sejtek visszahúzták nyúlványaikat, vegetálni kezdtek, majd elpusztultak. 

Vagyis az enzim sejthalált okozott az őssejtek utódaiban. Tehát nem az volt a kulcs, hogy miért működik a gén az őssejtekben, hanem az, hogy miért kapcsolják ki a sejtek később. Ezután jöttek rá az enzim tényleges funciójára: a hibásan fejlődő, nem megfelelően elváló utódsejtek nem képesek az enzimet kikapcsolni, amely az őssejtekhez már nem kapcsolódva a sejt pusztulását okozza (így e károsodott neuronok nem tudnak bajt okozni). 

Számos embrionális korban jelentkező ártalom van, amelynek hatására a fejlődő idegsejtek nem megfelelően válnak el az őssejtektől. Ezen ártalmak egyike a magzati alkoholszindróma, amely akkor lép fel, ha a terhes anya alkoholt fogyaszt. Ennek hatására gyakran születnek a babák neuronális betegségekkel, például kisfejűséggel. A kutatók bizonyították, hogy e kórképek hátterében az anoikis mechanizmus állhat. Amikor a vemhes egereknek alkoholt adtak, az embrióik agyi őssejtjei elpusztultak. Viszont, ha kikapcsolták az endonannabioid-szintetizáló enzim génjét, akkor a sejtek életben maradtak, és potenciálisan károsodott leánysejteket termeltek tovább is. 

Katona István szerint, minthogy az anoikis mechanizmusának fontos szerepe van a tumorsejtek elleni védekezésben is, a felfedezett mechanizmus vizsgálatával, és a rá ható terápiákkal a jövőben az áttételes rákok szétterjedését akadályozó terápiákat fejleszthetünk.