Mindent, amit a mikrogliáról tudni és látni szeretnél. . .

Még 25 éve is voltak olyanok, akik felettébb furcsállották, hogy Dénes Ádám a KOKI-ban az idegsejteket és a mikrogliasejteket - az agy rezidens immunsejtjeit, mondhatják kórusban, akik valaha is hallották Ádám egyik előadását – ő együtt vizsgálta. Ma az intézet számos kutatócsoportjának, mellettük pedig inkább számtalan, mint számos külföldi laboratóriumnak van Ádámékkal együttműködése.  Ezek egyikének vezetője Miao Jing Pekingben. A velük közös kutatás eredménye 2026 áprilisában jelent meg az idegtudományi kutatások egyik elit folyóiratában, a Neuronban.

De erről már beszéljen Ádám.

“Yulong Livel és Miao Jinggel több évre visszanyúló, eredményes együttműködésünk van. Közös célunk G-protein kapcsolt receptor (GPCR) alapú, új generációs bioszenzorok fejlesztése neuroimmun interakciók és idegrendszeri kórfolyamatok vizsgálatára. A GPCR bioszenzor területen Yulong Li maradandót alkotott, hiszen többek között neki köszönhető számos neurotranszmitter agyi, in vivo monitorozásának lehetővé tétele a szerotonintól az acetilkolinig. Ezeket a bioszenzorokat több kutatócsoport használja eredményesen a KOKI-ban is. 
Yulong egyik első posztdokja Miao Jing volt, aki ma már sikeres kutatócsoportot vezet a Kínai Agykutató Intézetben  (Chinese Institute for Brain Research), Pekingben.

Miao Jinggel egyik közös projektünk agyi ATP- és adenozin bioszenzorok fejlesztése volt, amelyekkel korábban elképzelhetetlen, nanomólos (10^-09M) érzékenységgel lehet az agyi parenchymában és az erek környezetében is láthatóvá tenni az ATP és adenozin mellett más purin mediátorok felszabadulását is. Erre a témára 2020-ban nyertünk Miao Jinggel egy Kínai-Magyar TéT pályázatot, aminek fő célkitűzése a mikroglia sérülésérzékelő képességének vizsgálata volt. Ehhez Miao laboratóriumában több olyan új bioszenzort terveztek, amelyeket valós idejű képalkotó mérésekhez optimalizáltak.

Az már régóta elfogadott, hogy az agyban az ATP az egyik legfontosabb sérülést jelző molekula. Egy korábbi kutatásunk kimutatta, hogy agyi fertőzés során is a lokális ATP felszabadulás alapján azonosítja a mikroglia az érintett idegsejteket. Emellett meglepetésként érte a tudománterületet, hogy az agyi adenozin közel 50 %-át is a mikroglia tartalmazza, ez pedig az ideghálózatok aktivitásának és komplex idegélettani folyamatok (pl. alvás) szabályozása mellett, a gyulladásos folyamatok modulálásában is kiemelten fontos.

Miao kutatócsoportjának Nature Neuroscience-ben megjelent munkája (Chen at al. 2024 Nat Neurosci) megmutatta, hogy az asztrociták fokális sérülés esetén ritmikus ATP felhőket bocsátanak ki, amelyek a több, mint 1 millimólos intracelluláris ATP szintekhez képes sok nagyságrenddel alacsonyabb, akár pár 10 nanomolos szinten is képesek a mikroglia nyúlványok toborzására. 

Egy közelmúltban megjelent cikkünkben (Berki et al., Nature Communications 2024) amelyben Miao és Yulong is társzerzők, megmutattuk, hogy a mikroglia-neuron interakciók szabályozásában milyen fontos szerepet játszik az asztrocita eredetű ATP. Ennek köszönhető, hogy szöveti sérülést követően a mikroglia gyors állapováltozásokon megy át, miközben fenntartja olyan komplex neuronhálózati folyamatok, mint az éleshullám-fodrozódások (angolul: sharp wave ripple) modulálásának képességét. 

Most megjelent közös Neuron cikkünk azt a kérdéskört vizsgálja, hogyan kontrollálja az agy az akut sérülésekre adott válaszreakció mértékét térben és időben.
Az ugyanis nem volt világos, hogy a mikrogliális válasz milyen módon hat vissza az asztrocita sejtek ATP termelésére, és ennek milyen hatása van az inzultust követő agyi sérülés vagy neuronhálózati zavarok kialakulására. Feltártuk, hogy a mikroglia sejtekből felszabaduló proinflammatorikus citokin, az interleukin-1 beta (IL-1b) negatív visszacsatolással szabályozza az asztrocita ATP termelést, és ezáltal korlátozza a sérülés térbeli és időbeli kiterjedését az agyban.

Ez azért is nagyon érdekes, mert az IL-1b globális gátlása a legtöbb agyi sérülésmodellben, mint az agyi trauma vagy a stroke, javítja a kimenetelt, és erre klinikai adatok is mutatnak. Fény derült arra is, hogy nem mindegy a sérülés mértéke: vélhetően agyi mikrosérülések esetén a mikrogliális IL-1b termelés egy evolúciósan konzervált, hasznos folyamat a sérülés kiterjedésének gátlására, míg nagyobb méretű agyi sérülés vagy gyulladás során ez az egyensúly felborulhat, gátolva, vagy akár megfordítva a negatív visszacsatolás hatékonyságát.

A Neuron cikkben megjelent munka koncepciójának kidolgozása közös volt, a kísérletes munka oroszlánrésze a kínai laborban készült, de számos kulcskísérlet nálunk. Környei Zsuzsa több modellben is bizonyította, hogy a mikroglia puszta jelenléte, illetve az IL-1b hozzáadása is korlátozza az asztrocita ATP események kialakulását, Schwarcz Anett pedig in vivo két-foton mikroszkópiás mérésekkel igazolta a mikroglia-asztrocita interakciók ATP-függő dinamikáját a laborban kidolgozott MicroDREADD egérvonalunk felhasználásával. 

 Összességében elmondható, hogy a különböző GPCR alapú bioszenzorok már eddig is számos nagy horderejű tudományos felfedezést tettek lehetővé, és ennek egy izgalmas, meredeken felívelő ága, az agyi neuroimmun folyamatok vizsgálata, várhatóan még sok érdekes eredményt tartogat.

Valós idejű képalkotó mérések nélkül nem megoldható az agyi sérülés- és immunfolyamatok komplexitásának megértése, és ebben az új generációs bioszenzorok - különösen az egyszerű, gyorsan metabolizálódó molekulák, mint az ATP esetében - nagy előrelépést jelentenek.

Miao Jinggel és Yulong Livel folytatjuk az együttműködést, és további izgalmas eredményeket várunk."