Nedavno otkrivene imunosne stanice, nazvane „ruptoblasti”, eksplodiraju kad dobiju naredbu za to i ispucavaju otrovne kemijske tvari koje u nekoliko minuta uništavaju okolne stanice. Prema mišljenju otkrivača tih stanica, taj proces, nazvan ruptoza, čini se do sada nepoznatim oblikom smrti stanica, koji se znatno razlikuje od drugih poznatih vrsta.
Otkriće koje je u časopisu Cell opisano vrlo je zanimljivo i potiče na razmišljanje, kaže Kristopher Sarosiek, istraživač smrti stanica na Harvardu. Iako postoje drugi, slični oblici smrti stanica, nijedan nije identičan ovome, pa se ruptoza smatra novom pojavom, dodaje stručnjak
Autori su na stanice koje eksplodiraju naišli proučavajući jednu vrstu plošnjaka (Schmidtea mediterranea). Plošnjaci stručnjake odavno zanimaju zbog svojih fascinantnih regeneracijskih sposobnosti – komadići plošnjaka izrezanog na dijelove mogu se razviti u nove crve. Crvi nemaju imunosne molekule zvane protutijela, ali tijekom regeneracije snažno imunosno odgovaraju na prisutnost patogena. Bo Wang, biolog sa Stanforda, i njegovi kolege počeli su istraživati kako se ti crvi nose s imunosnim izazovima i proučavali su životinje na razini stanica.
Tijekom ranih promatranja istraživače je iznenadilo ono što su vidjeli pod mikroskopom: primijetili su stanice koje kao da brzo nestaju, a u svojoj blizini ostavljaju pustoš prošaranu mrtvim stanicama. Nakon što su se uvjerili da ono što vide nije artefakt, tim je nestajuće stanice nazvao „ruptoblastima” i počeo ih karakterizirati.
Utvrdili su da ruptozu pokreće protein zvan aktivin – široko proučavani hormon povezan s diferencijacijom stanica i imunosnim signaliziranjem. Kad ruptoblast otkrije aktivin, kalcij iz unutarnjih skladišta stanice brzo se nakuplja uz citoskelet stanice. To stvara snažan gradijent kalcija između unutrašnjosti i vanjštine stanice, što nakon otkrivanja aktivina može dovesti do eksplozije ruptoblasta za manje od dvije minute.
U uvjetima in vitro ruptoza jedne stanice uništila je čak i do 70 okolnih stanica, među njima i one podrijetlom iz bakterija, plošnjaka i sisavaca, uključujući ljudske stanice. „Brzina i opseg uništenja stanica bili su vrlo iznenađujući” – rekao je Wang.
Postoji mnogo ranije poznatih načina odumiranja stanica, ali ruptoza se od njih čini drukčijom. Primjerice, tijekom unaprijed programiranog procesa zvanog apoptoza stanice se postupno razgrađuju, što pomaže očuvanju zdravlja tkiva. Druge stanice umiru zbog unutarnjeg nakupljanja željeza u procesu zvanom feroptoza. Za razliku od ruptoze, ti procesi obično zahtijevaju izravan dodir među stanicama ili im treba nekoliko sati da se pokrenu. Ruptoza ipak pokazuje određenu sličnost sa smrću stanica zvanom piroptoza, pri kojoj imunosne stanice prepoznaju patogene ili oštećenje, a zatim pucaju i ispuštaju spojeve koji izazivaju upalu.
Narav spoja koji ubija stanice u ruptoblastima još nije razjašnjena, iako preliminarni dokazi upućuju na to da je to vjerojatno protein srednje veličine. Kad su stručnjaci mehanički raznijeli stanice u okruženju bez aktivina, okolne stanice nisu bile uništene, što upućuje na to da aktivin nešto mijenja unutar ruptoblasta.
Osim identifikacije toksične tvari, tim traga za ruptoblastima i u drugim organizmima. Istraživači su u drugim životinjama s bilateralnom simetrijom – primjerice u drugim plošnjacima i kolutićavcima – već pronašli genetske biljege koji upućuju na prisutnost stanica sličnih ruptoblastima. Rezultati sugeriraju da su ruptoblasti drevnog podrijetla i da su se zadržali u bazalnim životinjama s bilateralnom simetrijom, skupini koja sadrži brojne vrste izvrsne regeneracije.
„Mislimo da su stanice za plošnjake i druge životinje koje se dobro regeneriraju podnošljive zato što si one mogu priuštiti taj mehanizam” – kaže Wang. „Njima ih je lako upotrijebiti, a zatim popraviti razaranje brzim stvaranjem novih stanica nakon toga.”
