Australiska forskare har gjort en överraskande upptäckt som kan skriva om vår förståelse av den roll som programmerad celldöd spelar i embryonal utveckling och medfödda fosterskador.

Teamet visade att medan programmerad celldöd – eller apoptos – är avgörande för en allmän hälsosam utveckling, många organ och vävnader kräver inte apoptos för att utvecklas normalt.

Studien, publicerades idag i den högt uppsatta tidskriften Cell , antydde också att avvikelser i celldödsprocesser sannolikt bidrar till några vanliga fosterskador hos människor, såsom spina bifida, hjärtkärlsdefekter och gomspalt.

Walter och Eliza Hall Institute forskare Dr Francine Ke, Dr Hannah Vanyai, Dr Angus Cowan, Docent Peter Czabotar, Docent Anne Voss och professor Andreas Strasser ledde forskningen.

Celldöd länk till fosterskador

Programmerad celldöd, även känd som apoptos, är en normal process som befriar kroppen från sjuka, skadade eller oönskade celler på ett kontrollerat sätt, begränsar biverkningar och skador på kroppen.

Apoptos beskrevs först som att ha en roll i embryonal utveckling på 1940-talet. Under de senaste 70 åren, många studier har inneburit att apoptos spelar en avgörande roll i de flesta stadier och vävnader under utvecklingen.

Dock, i denna nya studie, det blev tydligt att apoptos inte var så kritisk under utvecklingen som man tidigare trott, sa Dr Ke.

"Snarare, apoptos var avgörande vid specifika platser och tidpunkter under utvecklingen, men onödigt i andra. Vi identifierade de vävnader och organ som kritiskt kräver apoptos för att utvecklas normalt, och gjorde den överraskande upptäckten att många inte kräver det alls, " sa Dr Ke.

Fyndet ger tydliga ledtrådar om ett samband mellan abnormiteter i programmerad celldöd och några vanliga medfödda missbildningar, inklusive spina bifida, hjärtkärlsdefekter och gomspalt.

"Vår forskning visade att när celldöd inte fungerar korrekt, det leder vanligtvis till defekter i neuralrörets utveckling, till exempel spina bifida, hjärtkärl defekter och ansikts abnormiteter, som gomspalt, "Dr Ke.

Överraskande upptäckt

Docent Voss sa att hon trodde att den största överraskningen kom från upptäckten av de vävnader som inte alls krävde apoptos för normal utveckling.

"För en tid, det har varit en allmänt hållen uppfattning att programmerad celldöd är nödvändig för att forma vissa vävnader och strukturer under utveckling. Men, till vår förvåning, många vävnader där programmerad celldöd – av mycket goda skäl – ansågs vara absolut nödvändig, det krävs inte alls.

"Till exempel, apoptos ansågs spela en särskilt viktig roll för att "urholka" kroppshåligheter och kanaler i inre organ under utveckling. Men vi har visat att – i frånvaro av apoptos – utvecklas de flesta vävnader och organ normalt. Jag tror att det kan förvåna forskare att lära sig hur exakta och begränsade effekterna av apoptos är i embryonal utveckling, " sa docent Voss.

Pro-death-funktion bekräftad

För att bestämma vilken roll apoptos spelar i utvecklingen, teamet eliminerade pro-dödsproteinerna BAK och BAX, och ett liknande protein BOK, vars funktion hittills varit oklart.

Dr. Cowan sa att studien bekräftade att BOK fungerade som ett pro-dödsprotein.

"I detta dokument har vi löst strukturen för BOK med hjälp av den australiska synkrotronen, och en gång för alla bekräftat att BOK är ett pro-dödsprotein som spelar en viktig roll i apoptos, " sa Dr. Cowan.