Παρά τους αιώνες ερευνών και εξερεύνησης της ανθρώπινης ανατομίας, η επιστήμη εξακολουθεί να φέρνει στο φως εκπλήξεις. Μια άγνωστη μέχρι πρότινος κυτταρική δομή προστέθηκε στους επιστημονικούς χάρτες του ανθρώπινου σώματος, αποκαλύπτοντας μια ενδεχομένως ζωτική λειτουργία για την υγεία μας.
Η νέα αυτή δομή, η οποία έχει την ονομασία hemifusome, είναι ένα οργανίδιο που περιβάλλεται από μεμβράνη και φαίνεται να διαδραματίζει κομβικό ρόλο στη διαλογή, απόρριψη και ανακύκλωση των κυτταρικών υλικών. Οι επιστήμονες που την εντόπισαν υποστηρίζουν ότι το hemifusome θα μπορούσε να αποτελέσει το κλειδί για την κατανόηση διαφόρων ασθενειών.
«Είναι σαν να ανακαλύπτουμε ένα νέο κέντρο ανακύκλωσης μέσα στο κύτταρο», σημειώνει η βιοφυσικός Seham Ebrahim από το Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια. «Πιστεύουμε ότι το hemifusome βοηθά στο πώς το κύτταρο οργανώνει και διαχειρίζεται τα υλικά του. Όταν αυτή η διαδικασία αποτυγχάνει, ενδέχεται να επηρεάζονται πολλά συστήματα του οργανισμού».
Η σημασία της ανακάλυψης δεν περιορίζεται μόνο στην ίδια τη δομή. Παράλληλα, ανοίγει νέους ορίζοντες στην κατανόηση της κυτταρικής λειτουργίας και της κυκλοφορίας ουσιών που είναι απαραίτητες για τη διατήρηση της ζωής των κυττάρων.
Η κυτταρική αρχιτεκτονική, ιδιαίτερα σε οργανισμούς όπως ο άνθρωπος, είναι εξαιρετικά πολύπλοκη. Γι’ αυτό και είναι δύσκολο να απομονωθούν και να μελετηθούν λεπτομερώς οι επιμέρους μικροσκοπικές δομές που είναι υπεύθυνες για τις ποικίλες λειτουργίες τους. Αν και τεχνολογίες όπως η ηλεκτρονική μικροσκοπία προσφέρουν ακραία ευκρίνεια, η διαδικασία συχνά αλλοιώνει τα βιολογικά δείγματα λόγω του κενού στο οποίο αυτά τοποθετούνται.
Πρόσφατα, όμως, αναδείχθηκε μια νέα μέθοδος που αλλάζει τα δεδομένα: η κρυογονική ηλεκτρονική τομογραφία (cryoET). Σε αυτήν, τα δείγματα καταψύχονται τόσο γρήγορα ώστε να αποτρέπεται ο σχηματισμός κρυστάλλων πάγου που θα μπορούσαν να καταστρέψουν τον ιστό. Έπειτα, μια δέσμη ηλεκτρονίων διαπερνά το δείγμα και καταγράφει μια σειρά από δισδιάστατες εικόνες. Οι εικόνες αυτές συνδυάζονται για να δημιουργηθεί μια τρισδιάστατη αναπαράσταση του δείγματος με εντυπωσιακή ανάλυση, ικανή να αποκαλύψει την εσωτερική του δομή.
Χρησιμοποιώντας αυτή την τεχνική, οι ερευνητές μελέτησαν κύτταρα από διάφορα είδη θηλαστικών – ανθρώπους, μαϊμούδες, αρουραίους και ποντίκια. Σε κάθε τύπο ιστού, εντόπισαν πολλαπλές «σακούλες» ή σάκους που συμβάλλουν στη δημιουργία ζευγών κυστιδίων, τα οποία χωρίζονται από έναν λεπτό «τοίχο» που ονομάζεται hemifusion diaphragm. Τα κυστίδια αυτά λειτουργούν ως μικροί χώροι διαλογής μέσα στο κύτταρο.
Μπορεί κανείς να σκεφτεί τα κυστίδια σαν φορτηγά μεταφοράς μέσα στο κύτταρο. Το hemifusome λειτουργεί ως σταθμός φόρτωσης – εκεί συνδέονται και μεταφέρουν το φορτίο τους. Είναι ένα βήμα στη διαδικασία που δεν γνωρίζαμε καν ότι υπήρχε.
Οι ερευνητές προχώρησαν και σε πειράματα χρησιμοποιώντας νανοσωματίδια χρυσού και καλλιεργημένα ανθρώπινα κύτταρα για να εξετάσουν πώς το hemifusome αλληλεπιδρά με το περιβάλλον του. Φάνηκε ότι ο τρόπος με τον οποίο απορροφά υλικά διαφέρει από άλλες κυτταρικές δομές, γεγονός που υποδεικνύει ότι διαθέτει έναν ιδιαίτερο και πιθανώς εξειδικευμένο μηχανισμό.
Η ακριβής λειτουργία του hemifusome παραμένει ακόμα άγνωστη και απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να κατανοηθεί πώς εντάσσεται στον γενικότερο μηχανισμό της κυτταρικής ζωής. Η ανακάλυψη αυτή ενδέχεται να αποδειχθεί καίρια και για την κατανόηση της παθογένειας διάφορων ασθενειών. Όταν το κύτταρο αδυνατεί να διαχειριστεί σωστά το «φορτίο» του, μπορεί να προκαλούνται σοβαρές δυσλειτουργίες και να επηρεάζονται πολλά συστήματα του οργανισμού.
Τώρα μόλις αρχίζουμε να καταλαβαίνουμε τον ρόλο του hemifusome στην υγεία και τη νόσο. Η ανακάλυψη μιας εντελώς νέας κυτταρικής δομής είναι σπάνιο φαινόμενο – και μας ανοίγει έναν ολόκληρο καινούργιο δρόμο εξερεύνησης. Τώρα που γνωρίζουμε την ύπαρξή του, μπορούμε να διερευνήσουμε τη λειτουργία του σε υγιή κύτταρα και τι συμβαίνει όταν αυτή απορρυθμίζεται. Αυτό θα μπορούσε να μας οδηγήσει σε νέες θεραπευτικές προσεγγίσεις για περίπλοκες γενετικές παθήσεις.
[via]
