Természetesen a muslica, avagy becsületes nevén a Drosophila melanogaster, az egyik legöregebb modellállat, amelyet a modern biológiai tudományok palettáján találhatunk.
A cím persze túlzó, kissé talán kattintásvadász, de meg kell harcolni a figyelemért, nemde? Tegyük hát röviden helyre, hogy pontosan mije is van a muslicának és mije nincs!
A vér-agy gát egy olyan fizikai és kémiai barrier, amely a gerincesek központi idegrendszerében futó erek köré szerveződik és elsődleges feladata, hogy a keringési rendszerben található káros metabolitoktól, esetleges mérgektől védje a központi idegrendszert. Fontos szerepe van az idegszövet speciális, és más szövetekétől jelentősen különböző biokémiai miliőjének megteremtésében, valamint gyógyszerkinetikai szempontból is jelentős, hisz bizonyos hatóanyagokat beenged másokat kizár a központi idegrendszerből.
A vér-agy gát anatómiai és molekuláris alapját a hajszálerek falának hámsejtjei (endothelium), a hám alatti alaphártya, valamint az idegszövetben található asztrociták (egyfajta glia sejt) nyúlványai teremtik meg. A barrer funkció lelkét egyrészt az endothelium sejtek közötti szoros sejtkapcsoló struktúrák képezik, amelyek megakadályozzák a sejtek közti anyagáramlást, másrészt olyan csatornák és transzporterek, amelyek lehetővé teszik az anyagok ellenőrzött transzportját az érhámon keresztül. Külön ki kell emelni az ABC transzportereket (ATP binding casette), amelyek ATP hasításából származó energiát használnak fel bizonyos molekulák idegszövetből a vérbe való eltávolítására, vagy fordítva, az idegrendszerbe való szelektív bejuttatásukra.
És mi a helyzet a muslicával? Nos neki, mint a rovaroknak álltalában, nyílt keringési rendszer van. Nincsenek erei, és minthogy a keringő nedv legegyszerűbben a mi vérünk és szövetközti folyadékjaink keverékeként értelmezhető, azt vérnyiroknak (haemolympha) nevezzük. Minthogy a vérnyirok nem erekben, hanem a szervek és szövetek közötti térben szabadon áramlik, a fent leírt, gerincesekre jellemző szerkezet, itt nyilván nem található meg. A rovarok idegrendszere is jelentősen különbözik a miénktől, dúcokból és azokat összekötő idegtörzsekből szerveződik.
De mégis! A napokban a kezembe akadt egy 2009-es tanulmány, ami a Journal of Neuroscience-ben jelent meg, és amelynek a szerzői arról számolnak be, hogy a muslica agydúcát egy vékony laphám szerű gliaréteg fedi (perineurális és szubperineurális gliák), a haemolympha-tértől hermetikusan izolálva azt. E hámszerű gliasejtek között a szabad anyagáramlást megakadályozó speciális sejtkapcsolatokat, (ún. rekeszes, vagy szeptált dezmoszómákat) írtak le, ami a szoros sejtkapcsolat gerinctelenekben található funkcionális és strukturális megfelelője. A sejtek membránján pedig egy Mdr65 nevű ABC transzportert találtak, amely az emlős ABC-C fehérék muslica ortológja. Mind a muslica, mind pedig az emlős ortológ fontos szerepet játszanak az idegrendszer kémiai hatásokkal szembeni védelmében: az idegszövet felől a vér, illetve a haemolympha felé pumpálnak bizonyos káros anyagokat, s ily módon neuroprotektív hatással bírnak. Ha Mdr65 KO és vad típusú állat agydúcába injektálnak fluoreszcens szubsztrátot, akkor utóbbi esetben az kiürül az agydúc állományából, előbbi esetben pedig nem [1].
Mások hasonló jelenséget figyeltek meg egy másik transzporter, a híres White kapcsán is, ami az emlősök ABC-G fehérjéinek a drozi megfelelője. (Megj.: a white mutáció az első, jól dokumentált, nemhez-kötött ecetmuslica mutáció, amit Thomas Hunt Morgan csoportja fedezett fel 1910-ben. Hatására az állatok normális esetben piros szeme jellegzetesen fehér lesz, innen az elnevezés. A gén funkciójára persze csak évtizedekkel később derült fény, hiszen a mutáció leírásakor, még azt sem tudták, hogy az örökítőanyag a DNS.)
Az ABC-G fehérjék szintén igen jelentősek a mi vér-agy gátunk kialakításában. Ezek mellett SLC transzporterek, aquaporinok és különböző ioncsatornák muslica ortológjait figyelték meg ezen a felszíni glia rétegen, amelyek összességében véve figyelemre méltó molekuláris hasonlóságot jeleznek a rovar és a gerinces vér-agy gát között [2,3].
Ha az ember ilyen hasonlóságokat lát két egymástól ilyen nagy evolúciós távolságra lévő állatcsoport között, akkor bizony megvakarja a feje búbját, hisz ennek oka kétféle lehet:
1) vagy a közös őstől származó homológ tulajdonságról,
2) vagy konvergens evolúció révén kialakult analóg tulajdonságról van szó.
Nem vagyok elég jártas a témában, ahhoz, hogy állást merjek foglalni. Egy valami azonban biztos: a jelen posztban megemlített molekuláris és strukturális hasonlóságok alapján a muslica azok számára is megfelelő modellállat lehet, akik a vér-agy gát működésének alapjait szeretnék tanulmányozni.
___________________________________________________________
[1] Evolutionary Conservation of Vertebrate Blood–Brain Barrier Chemoprotective Mechanisms in Drosophila
URL: https://www.jneurosci.org/content/29/11/3538.long
[2] The Drosophila blood-brain barrier: development and function of a glial endothelium
URL: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2014.00365/full
[3] The ABC gene family in arthropods: Comparative genomics and role in insecticide transport and resistance
URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0965174813001951?via%3Dihub
