Sertoliho bunka

Kvôli svojej schopnosti podporovať spermatogenézu a vyživovať dozrievajúce spermie sa Sertoliho bunky naývajú aj "materské". Sertoliho bunky sú schopné fungovať ako fagocyty – pohlcujú ostatkovú cytoplazmu počas spermatogenézy.

Sekrécia

• AMH (anti-Müllerian hormone) – produkovaný počas raných štádií fetálneho života
• inhibíny a aktivíny – produkované po puberte, spolu ovplyvňujú sekréciu FSH.
• proteín viazajúci testosterón – zvyšuje koncentráciu testosterónu v semenotvornom kanáliku a mierne stimuluje spermatogenézu
• estradiol-aromatáza Sertoliho buniek, konvertuje testosterón na 17 beta estradiol pre podporu spermatogenézy
• neurotrofný faktor gliových buniek (glial cell line-derived neurotrophic factor) – podporuje nediferencované spermatogónie, čo zabezpečuje obnovu kmeňových zárodočných buniek počas perinatálnej periody^[1].
• ETS príbuzná molekula/ ERM transkripčný faktor – potrebný pre udržanie populácie spermatických kmeňových buniek v dospelom organizme^[2].
• transferin – protein z krvnej plazmy potrebuný pre prenos železa do bunky^[3].

Štruktúrna funkcia

Sertoliho bunky tvoria pomocou tesných spojov (proteínmi ako je claudin alebo occludin) hemato-semenníkovú bariéru, ktorá rozdeluje semenotvorný kanálik na dve časti^[4]. Bazálny kompartment – obsahuje 2n spermatogónie a spermatocyty vo fázi preleptotene. Adluminálny kompartment obsahuje pohlavné bunky vo vyšších štádiách dozrievania. Spermatogónie počas dozrievania putujú od bazálnej časti apikálne do adluminálneho kompartmentu. Toto putovanie je umožnené opätovným vytváraním a zanikaním tesných spojov medzi Sertoliho bunkami, vďaka čomu sa dozrievajúce pohlavné bunky dostávajú do imunologicky privilegovaného miesta – za hemato-semenníkovú bariéru. Sertoliho bunky kontrolujú vstup aj výstup molekúl cez túto bariéru – väčšina musí prejsť priamo cez cytoplazmu SC^[5].

Sertoliho bunky vytvárajú potrebné mikroprostredie pre úspešné dozrievanie spermií a ich ochranu pred imunitným systémom. SC sa na dozrievajúce pohlavné bunky viažu cez N-kadheríny a galaktoziltransferázu (CH- reziduá).

DNA oprava a mutácie

Sertoliho bunky majú vysokú schopnosť opravy DNA^[6]. Táto oprava najčastejšie využíva proces spojenia nehomologických koncov DNA, pomocou proteínov XRCC1 a PARP1^[7]. V porovnaní so spermatocytmi, v Sertoliho bunkách je oveľa vyššia frekvencia mutácií. To môže byť dôvodom efektívnejšej opravy DNA v SC.

Okrem produkcie rady molekúl interagujúcich so spermatogóniami a dozrievajúcimi spermiami vo všetkých štádiách, SC exprimujú aj (či už na svojom povrchu alebo solubilne) molekuly ovplyvňujúce imunitný systém (Immune system – IS). Ich schopnosť meniť charakter imunitnej odpovede v tubule je podmienkou pre nerušené dozrievanie spermií. Povrch spermií sa v priebehu tohto procesu mení a imunitný systém by ich v inom mieste tela rozoznával ako cudziu bunku – spustil zápalovú odpoveď.

Molekuly produkované Sertoliho bunkami asociované s imunosupresiou alebo imunoreguláciou

• FAS/FASL systém – expresia Fas ligandu (FasL) na povrchu SC aktivuje apoptotickú smrť buniek nesúcich receptor pre FasL – Fas, napríklad apoptóza cytotoxických T-lymfocytov
  • solubilný FasL – zvýšenie efektivity
  • solubilný Fas – blokácia FasL na povrchu ostatných buniek- vyhnutie sa indukcie apoptózy bunkami IS
• B7-H1 – znižovanie proliferácie efektorových T-lymfocytov ^[8]
• Jagged1 (JAG1) – indukcia expresie Foxp3 transkripčného faktoru v nediferencovaných T lymfocytoch     (zvyšovanie podielu regulačných T-lymfocytov v organizme)            
• Proteázový inhibítor-9 (PI-9) – patrí pod skupinu serpínou (serínových proteázových inhibítorov)

Pomocou sekrécie proteázy granzým B indukujú cytotoxické T lymfocyty a NK bunky apoptózu – SC produkujú PI-9 a inhibujú aktiváciu aopotózy, PI-9 sa ireverzibilne viaže na granzým B a inhibuje jeho aktivitu^[9]

• CD59 – povrchová molekula SC radená do skupiny proteínov regulujúcich komplement (Complement Regulatory Proteins –CRP)^[10]

Inhibuje posledný krok komplementovej kaskády- vytvorenie komplexu atakujúceho membrány

• Klusterín – solubilná molekula s funkciu podobnou ako CD59 – tvorí komplex s granzýmom B a inhibuje aktiváciu apoptózy indukovanú T-lymfocytmi/NK bunkami^[10]
• TGF-β – transformujúci rastový faktor-β (produkcia priamo SC je kontroverzná)

Indukcia regulačných T-lymfocytov^[11]

Podpora produkcie cytokínov Th2 imunitnej odpovede a indukcia Th2 buniek

Iné molekuly

CD40 – expresia tejto molekuly je viazaná na dendritické bunky (Dendritic Cells – DC)^[10]

• SC ovplyvňujú DC tak, že znižujú produkciu tejto molekuly na ich povrchu (nevie sa akým sposobom)
• Nižší podiel molekuly CD40 má za následok zníženú schopnosť DC podporovať T-lymfocyty v imunitnej odpovedi

SC schopné znížiť migráciu leukocytov a tím tlmiť infiltráciu imunitných buniek do potenciálneho miesta zápalu.

Sertoliho bunky sú nevyhnutné pre pohlavnú determináciu jedinca. Počas vývoja samčieho organizmu sa prepisuje gén SRY a aktivuje SOX9 (transkripčný faktor), ktorý indukuje transkripciu FGF9 (fibroblastový rastový faktor 9), nevyhnutného pre vývoj samčích pohlavných orgánov^[12]. Ak FGF9 nie je prítomný počas vývoja pohlavných orgánov – indukuje sa formácia samičieho reprodukčného systému^[13].

Ak sú SC plne diferencované, je všeobecne prijímané, že sú to termnálne diferencované bunky a nemajú schopnosť sa deliť^[14]. Teda ak spermatogenéza začne, žiadne SC sa už nedelia.

Nedávno bolo ale postulované nikoľkými vedeckými skupinami, že SC z dospelého jdinca sú schopné navodiť proliferáciu mimo tela^[15].Tieto informácie dávajú teoretickú možnosť opravy niektorých defektov, ktoré vyusťujú v samčiu neplodnosť.

Bolo postulované, že Sertoliho bunky sú v embryonálnom vývoji derivované z časti nazývanej mezonefros^[16].

Sertoliho bunky sú pomenované po ich obaviteľovi Enricovi Sertolim, talianskom fyziológovi, ktorý ich objavil počas svojho štúdia medicíny na Univerzite v Pavii v Taliansku.

Publikoval opis tejto bunky v roku 1865. Bunka bola Sertolim objaevená pomocou mikroskopu Belthie, ktorý univerzita kúpila v roku 1862.

V publikáii z roku 1865 bol jeho prvý opis Sertoluho bunky ako "stromovitá", ale čo je dôležitejšie, už vtedy dal tejto bunke status "materská". V roku 1888 iný vedec pomenoval túto bunku po jeho objaviteľovi a od roku 2006 vychádzajú učebnice s oficiálnym názvom Sertoliho bunka.

Na histologických preparátoch je ťažké Sertoliho bunku rozoznať, často býva zamenená za iné bunky germinálneho epitelu. Najsilnejším znakom v klasickej mikroskopii je velmi tmavé jadro.

Tumor Sertoliho-Leydigových buniek

Nedávno boli preskúmané modely autoimunitných ochorení v súvislosti so Sertoliho bunkami naznačujúce ich možné použitie v bunkovej terapii.

Výskum možnej liečby Diabetu I. typu pomocou Sertoliho buniek je najrozšírenejší. Transplantácia Sertoliho buniek spolu s β bunkami Langerhansových ostrovčekov. V prípade potkanov myší a dokonca človeka sa znížila potreba dodávať do organizmu inzulín. V každej zo štúdií sa nepoužívala imunosupresia, túto úlohu prevzali Sertoliho bunky a ochraňovali bunky produkujúce inzulín a homeostázu glukózy ^[17][18][19].

Takisto bola podobná stratégia použitá v rámci Diabetu II. typu. Transplantácia mikroenkapsulovaných Sertoliho buniek do myši, ktorej sa vyvinul spontánny Diabetes II. typu taktiež vykazovaala nastolenie homeostázy glukózy a taktiež zníženú potrebu dodávania inzulínu^[20].

Sertoliho bunky podporujú prijatie kožného štepu^[21] a tiež sa v ich prítomnosti zvyšuje počet motorických neurónov u SOD1 myši (model amyotrofickej laterálnej sklerózy)^[22] .

Sertiho bunky  u anamniot a amniot majú rovnakú funkciu, ale ich vlastnosti a usporiadanie v rámci organizmu sa líši. Anamniota (ryby, obojživelníky) produkujú spermatické bunky procesom cystickej spermatogenézy.^[23]U amniot je všeobecne prijímané, že SC sa v dospelom organizme nedelia a sú terminálne diferencovanými bunkami, zatiaľ čo u anamniot sa u SC aktivujú dve fázy proliferácie počas života. Prvá fáza zabezpečuje založenie cysty a migráciu spermatogoniálnych kmeňových buniek do jej dutiny^[24][25], druhá fáza proliferácie nastáva počas zväčšovania cysty a delenia pohlavných buniek v jej vnútri, kedy je potrebné delenie Sertoliho buniek za účelom vytvorenia väčšej dutiny pre zvyšujúci sa počet buniek v jej vnútri.^[26]

Všeobecne prijímaný fakt, že Sertoliho bunky u amniot tú nedeliace sa terminálne diferencované bunky, bol nedávno vyvrátený. Po xenogénnej transplantácii Sertoliho buniek amniot bola u nich indukovaná proliferácia.^[27]