Studie gibt Aufschluss darüber, was mit einer Zelle passiert, wenn sie stirbt
März 19 (UPI) — Für die menschliche Zelle ist der Prozess des Sterbens überraschend komplex. Neue Forschungen zu diesem Prozess haben Wissenschaftlern Einblicke in das gegeben, was mit toten Zellfragmenten geschieht.
Wie bei fast allen zellulären Prozessen können gesundheitliche Störungen auftreten, wenn der Prozess des Zelltods nicht funktioniert. Um besser zu verstehen, wie Zellen sterben – und wie sich Störungen in diesem Prozess auf den Menschen auswirken könnten – untersuchten Forscher der Rockefeller University eine ungewöhnlich geformte Zelle, die so genannte Schwanzstachelzelle, in C. elegans, einem mikroskopisch kleinen Wurm.
Wenn Zellen sterben, müssen andere Zellen auf die ausgeschiedene Zellleiche herabsteigen, um die Überreste zu verarbeiten oder die Trümmer wegzuräumen. Bleiben die Überreste liegen, kann es zu Krankheiten und Entwicklungsproblemen kommen. Manche Zellen sind leichter zu verarbeiten als andere. Einige Neuronen weisen komplexe Strukturen auf, die sich nicht so leicht abbauen lassen.
Schwanzstachelzellen helfen C. elegans, seinen Schwanz zu bilden. Sobald er seine Entwicklungsaufgabe erfüllt hat, stirbt er. Als die Forscher die Wurmart dabei beobachteten, wie sie ihre toten Schwanzstachelzellen abbaut, waren sie überrascht, einen Recyclingprozess zu beobachten, wie sie ihn noch nie zuvor gesehen haben.
„Seltsamerweise wird die Mitte der Zelle zuerst abgespalten“, sagte Postdoktorandin Piya Ghose in einer Pressemitteilung.
Der Prozess beginnt mit der Trennung des Zellkerns vom Rest der Struktur, die sich selbst abrundet und auflöst. Als nächstes teilt sich die verbleibende Zellhülle in zwei Teile und wird über zwei verschiedene Mechanismen verarbeitet.
„Der Teil der Verlängerung, der dem Zellkörper am nächsten liegt, wird in wulstförmige Stücke zerlegt, während sich der distale Teil zu einer Kugel zusammenzieht, die dann von einer benachbarten Zelle entfernt wird“, so Ghose.
Interessanterweise beobachteten die Wissenschaftler ein ähnliches Muster von Zelltod und -zerfall bei den Neuronen des Wurms.
„Da wir dieses Phänomen bei zwei verschiedenen Zelltypen mit komplizierten Formen beobachten, ist es denkbar, dass ähnliche Todesereignisse bei vielen Tieren und vielleicht sogar bei menschlichen Krankheiten auftreten“, sagte der leitende Forscher Shai Shaham.
Bei der Analyse des Zelltods fanden die Wissenschaftler auch heraus, dass Phagozyten, die Zellen, die für das Aufsaugen der verstorbenen Zelltrümmer verantwortlich sind, das Protein EFF-1 verwenden, um winzige Zellfragmente zu greifen und zu verschlingen.
Die Ergebnisse, die diese Woche in der Fachzeitschrift Nature Cell Biology veröffentlicht wurden, bilden die Grundlage für die weitere Erforschung eines wenig verstandenen Systems.
„Es gibt eine Menge, was wir über diesen bemerkenswerten Todesprozess nicht verstehen, und wir sind auf der Suche nach weiteren Akteuren“, sagte Shaham.