Our website does not support Internet Explorer.

To get the best experience on our website and of our content, please use a more modern browser like Edge, Chrome, Safari or similar.

Blodceller strømmer mellem Botryllus

Gennemsigtigt bløddyr opfandt vores blodceller

Et hvirvelløst havdyr rummer svaret på, hvordan blodet opstod. Dyrets særlige blodsystem kan gøre forskerne klogere på vores eget blod, bekæmpe kræft og forhindre, at transplanterede organer bliver afstødt.

Chris Patton og Kathi Ishizuka/Stanford University

Forskere fra Stanford University går og skraber blomsterlignende klatter af havnedokken i Monterey, Californien.

Selvom de farverige buketter blot er et par centimeter i diameter og lette at overse, skal de vise sig at rumme vigtige svar på, hvordan blod er opstået i større hvirveldyr som os selv.

Blomsterklatterne består nemlig af små dyr, hvis bloddannende system har overraskende meget tilfælles med menneskets og kan give et helt nyt indblik i immunforsvaret og bekæmpelse af kræft.

Gennemsigtighed hjælper forskere

Dyret hedder Botryllus schlosseri, også kaldet stor lædersøpung, og tilhører sækdyrene – en dyregruppe, som er omringet af en gennemsigtig sæk. Botryllus lever i de fleste farvande, bl.a. i Nordsøen.

Som ung er Botryllus en fritsvømmende haletudse med en primitiv hjerne og en rygstreng, der minder om en rygrad.

Overgangen til voksenstadiet træder i kraft, når haletudsen klistrer sig fast til en sten og gennemgår en radikal forvandling, hvor hale, rygstreng og muskler forsvinder.

Herefter slår den sig ned i en koloni med op mod tyve andre individer.

Botryllus-klynge

Store klynger af Botryllus-kolonier ses ved kysterne.

© Robert Thompson/NaturePL

Kolonierne, som er 5-10 mm i diameter, hager sig fast på sten og andre hårde flader i tidevandsområdet og dekorerer dem med spektakulære blomstrede mønstre i orange, gule, røde, hvide, lilla eller grågrønne farver.

Hvert individ i kolonien er blot 2-5 mm langt og formet som en dråbe med den spidse ende rettet mod koloniens midte.

Selvom hvert individ stadig har eget hjerte,, fordøjelsessystem og gæller, fungerer kolonien praktisk talt som én enkelt organisme.

Gennemsigtige netværk af blodkar forbinder nemlig individerne og gør det muligt at udveksle blandt andet blod- og stamceller.

Og netop gennemsigtigheden er en af de egenskaber, der gør dyret ekstra attraktivt for forskerne, fordi de let kan observere trafikken af celler rundt i kolonien.

Botryllus lever i kolonier af 4-20 individer, som smelter sammen med andre Botryllus-kolonier og deler blod og immunforsvar.

Primitiv knoglemarv fundet

Efter at have indsamlet Botryllus-kolonierne i Monterey isolerede forskerne blodstamceller, kaldet hæmatopoietiske stamceller, som er forstadiet til samtlige celler i blodet – lige fra blodplader og ilttransporterende røde blodlegemer til immunforsvarets hær af hvide blodlegemer.

I mennesker lever blodstamceller i knoglemarven, hvor de producerer millioner af nye blodceller hver time.

Knoglemarven skaber de perfekte betingelser for blodstamceller og beskytter den sårbare og ekstremt specialiserede udvikling fra stamcelle til diverse typer blodceller.

Efter forvandlingen forlader blodcellen knoglemarven og sendes ud i blodet. En særlig egenskab ved blodstamcellerne er, at de selv kan finde vej fra blodet tilbage til knoglemarven igen.

For at opspore, om Botryllus havde en knoglemarv, indsprøjtede forskerne derfor farvede Botryllus-blodstamceller og fulgte dem rundt i koloniens blodcirkulation.

Forskerne opdagede, at blodstamcellerne blev tiltrukket af et aflangt organ kaldet endostylen.

Herefter undersøgte de, hvilke gener der er aktive i endostylen, og fik et forbløffende svar.

Selvom Botryllus og pattedyr er adskilt af mere end 500 millioner års evolution, identificerede forskerne hele 327 fælles gener, som er ekstra aktive i både endostylen og i menneskers knoglemarv – og involveret i dannelsen af blod- og immunceller.

endostyle atanomi

Botryllus er udrustet med et organ kaldet endostylen. Organet minder om menneskets knoglemarv, da det danner samtlige blodceller.

© mikkel juul jensen

Aflangt organ danner blod

Botryllus’ svar på en knoglemarv kaldes endostylen. I det aflange organ lever blodstamcellerne, som producerer alle typer blodceller, inden de sendes rundt i kredsløbet.

Endostylen og menneskets knoglemarv har 327 aktive gener tilfælles og danner en række sammenlignelige celler.

I modsætning til andre hvirvelløse dyr producerer Botryllus fx en gren af celler, der oprinder fra såkaldte myeloide stamceller, som ellers kun findes i hvirveldyr.

Botryllus’ vigtigste immuncelle, morulacellen, minder desuden om dræberceller i mennesker. Morulacellen bekæmper fremmede organismer og er vigtig i afvisningen af andre Botryllus-kolonier.

  • Anus

  • Tarm

  • Mavesæk

  • Hjerte

  • Endostyle

  • Mund

Ligesom hos pattedyrene udspringer en stor andel af Botryllus’ immunceller fra en forgrening af blodstamceller kaldet myeloide stamceller. Deres opgave er bl.a. at opsluge fremmede organismer, fx bakterier, virus og kræftceller.

Derudover danner Botryllus en celletype kaldet morula, som er sammen lignelig med naturlige dræberceller i hvirveldyr, hvortil pattedyrene hører.

Protein skelner ven fra fjende

Når to Botryllus-kolonier nærmer sig hinanden, vil de forsøge at smelte sammen. Morulacellerne strømmer ud i ampuller i koloniens yderpunkter og gør klar til at se den fremmede koloni an.

Hvorvidt kolonierne er kompatible og kan smelte sammen, bliver afgjort af et særligt gen kaldet BHF.

Genet producerer et protein, der fungerer som et kompas for, om parterne er genetisk identiske og egnede til sammensmeltning.

Dræberceller holder skarpt øje med hinanden

Når Botryllus-individer eller -kolonier forsøger at smelte sammen, foregår det under skarp kontrol af et immunforsvar, der minder om vores eget.

Immuncellerne afslører, hvordan organismer accepterer eller afviser hinanden, hvilket kan få stor betydning for fremtidige organtransplantationer.

Producerer begge kolonier den samme udgave af proteinet, udsender de blodkar mod hinanden for at udveksle blod.

Besidder de derimod forskellige varianter af proteinet, går morulacellerne i krig og afstøder hinanden med en betændelseslignende reaktion. BHF-proteiner minder på den måde om MHC-proteiner i mennesker.

Når dræberceller patruljerer rundt i menneskekroppen, tager de konstant kontakt til andre celler for at sikre, de ikke er fremmede.

Celler uden genkendelige MHC-proteiner bliver angrebet af dræbercellerne, som ætser cellemembraner og dræber fremmedlegemer.

To Botryllus

To Botryllus-kolonier smelter sammen og udveksler celler. Kolonierne er forinden blevet badet i fluorescerende stof, der trænger ind i samtlige celler, så de kan ses i mikroskopet.

© Benyamin Rosental

Nyt håb til organmodtagere

De bemærkelsesværdige paralleller mellem immunforsvar og bloddannende systemer i Botryllus og mennesker har skabt begejstring blandt forskerne.

Evolutionslærens fader, Charles Darwin, var overbevist om, at sækdyr som Botryllus kunne afsløre, hvordan hvirveldyrene opstod og udviklede sig, da de minder om hinanden i livets tidligste stadier.

Nu understøtter undersøgelsen af sækdyrene i Monterey Bay den teori. Det bloddannende system i Botryllus ligner en perfekt repræsentant for overgangen fra simple blodsystemer i hvirvelløse dyr til mere komplekse typer blod i hvirveldyr.

327 bloddannende gener har mennesket og Botryllus schlosseri tilfælles.

Udforskningen af blodstamceller i mennesker og pattedyr har hidtil været begrænset af, at det er stort set umuligt at observere, hvordan blodstamceller opfører sig, fordi det foregår dybt inde i knoglemarven på levende dyr og mennesker.

Men det er ikke noget problem i den gennemsigtige Botryllus. Her kan forskerne let overvåge, hvordan de nydannede blodcelletyper migrerer ud i kolonien, hvordan immunceller interagerer, når de gør klar til angreb, og hvordan to individer kobler deres blodkar sammen.

Forskerne har haft zoomlinsen fremme og filmet to gennemsigtige botryllus-kolonier, som deler blod

Observationerne kan give afgørende viden om, hvordan bloddannelsen og immunforsvaret fungerer i mennesker, og få stor betydning for, hvordan fx kræft, infektioner, allergier og autoimmune sygdomme bliver behandlet i fremtiden.

Eksempelvis vil kræftsvulster kunne angribes mere effektivt, hvis forskere kan manipulere immuncellernes migrering og dirigere flere nyudklækkede immunceller fra knoglemarven hen til området, hvor svulsten befinder sig.

Derudover kan Botryllus lede til banebrydende behandlinger inden for organtransplantation.

Hvis forskerne afslører, hvilke signaler i Botryllus der afgør, om to kolonier smelter sammen eller ej, kan immuncellerne trænes til at holde afstand til nytransplanterede organer, så de ikke bliver afstødt.

Læs også:

Hajer i Danmark sildehaj
Hajer

Hajer jager i danske farvande

10 minutter
Hvaler

De første hvaler svømmede hundesvømning

3 minutter
Hajer

Mød Megalodon - den største haj nogensinde

8 minutter

Log ind

Ugyldig e-mailadresse
Adgangskode er påkrævet
Vis Skjul

Allerede abonnement? Har du allerede et abonnement på magasinet? Klik hér

Ny bruger? Få adgang nu!

Nulstil adgangskode

Indtast din email-adresse for at modtage en email med anvisninger til, hvordan du nulstiller din adgangskode.
Ugyldig e-mailadresse

Tjek din email

Vi har sendt en email til med instruktioner om, hvordan du nulstiller din adgangskode. Hvis du ikke modtager emailen, bør du tjekke dit spamfilter.

Angiv ny adgangskode.

Du skal nu angive din nye adgangskode. Adgangskoden skal være på minimum 6 tegn. Når du har oprettet din adgangskode, vil du blive bedt om at logge ind.

Adgangskode er påkrævet
Vis Skjul