Nowy mechanizm komórek macierzystych w jelitach: komórki macierzyste jelita są kierowane przez nowy mechanizm biofizyczny

Bernat Korominas-Mortra, wcześniej postdoc w Instytucie Nauki i Technologii Austria (ISTA), a obecnie adiunkt na Uniwersytecie w Grazu, oraz Eduard Hannezo, profesor w ISTA, pracowali razem z międzynarodową grupą badaczy eksperymentalnych kierowaną przez zespół Jacco Van Rheenen w Amsterdamie bada komórki macierzyste w nabłonku jelitowym. Odkryli ekscytujący nowy mechanizm, który może zmienić nasze rozumienie, czym jest komórka macierzysta. Ich odkrycia zostały opublikowane w czasopiśmie charakter temperamentu.

Nabłonek jelitowy to pojedyncza warstwa komórek, która jest gruba i stale odnawiana. Rozprzestrzenia się po kosmkach, które wyglądają jak małe macki pokrywające wnętrze jelita cienkiego i grubego. Pomiędzy kosmkami znajdują się małe kieszonki tkankowe zwane kryptami jelitowymi. Ta nazwa może budzić pewną tajemnicę i może nie być daleko od tego, co naprawdę się tam dzieje. „Na dnie krypt komórki macierzyste w nabłonku nieustannie dzielą się. Niektóre z powstałych komórek pozostają jako komórki macierzyste w krypcie, a inne komórki są wypychane w kierunku wierzchołka otaczających kosmków, gdzie ostatecznie ulegają różnicowaniu w funkcjonalne typy komórek, które umożliwiają funkcjonowanie jelit ”- wyjaśnia Corominas-Murtra. Jest eliminowany po kilku dniach. Dzieje się to cały czas w twoim ciele, a jeśli ten mechanizm działa nieprawidłowo, możesz mieć poważny problem medyczny”.

Badając te komórki macierzyste w jelicie cienkim i grubym, naukowcy byli początkowo zaskoczeni. Corominas-Murtra kontynuuje: „To, jak zwykle myślimy o komórkach macierzystych, polega na tym, że bycie komórką macierzystą jest determinowane przez wewnętrzne cechy biochemiczne komórki – coś w rodzaju markera biochemicznego, który możemy zidentyfikować”. „Odkryliśmy, że wśród komórek z tym tradycyjnym markerem komórek macierzystych wiele nie działało jako komórki macierzyste, ale zostało wyjętych z krypt do utylizacji, nie przyczyniając się w ogóle do długoterminowej regeneracji jelit. że podczas gdy klasyczne markery przewidywały taką samą liczbę komórek macierzystych zarówno w jelicie cienkim, jak i grubym, w jelicie cienkim było około dwa razy więcej komórek macierzystych, które faktycznie funkcjonują niż komórki macierzyste w jelicie grubym”. Dlatego naukowcy chcieli zrozumieć, co decyduje o tym, które komórki faktycznie działają jako komórki macierzyste, i odkryli zaskakujący nowy mechanizm regulujący komórki macierzyste w kryptach.

„Odkryliśmy, że to, czy te komórki zachowują się jak komórki macierzyste, zależy od ich lokalizacji! Komórki w nabłonku są nie tylko wypychane z krypty przez podziały komórkowe znajdujące się poniżej – jak taśma przenośnika – ale istnieje inny rodzaj nabłonka, ” Corominas-Murtra wyjaśnia. Zaangażowany ruch. Naukowcy odkryli, że komórki w warstwie nabłonka również aktywnie poruszają się w losowych kierunkach – tam i z powrotem wzdłuż taśmy przenośnika, jeśli jest to pożądane. W ten sposób komórki, które zostały już nieco przesunięte wzdłuż taśmy przenośnika nieco może powrócić do podstawy krypty, pracując tam ponownie jako komórki macierzyste, aby dzielić i regenerować nabłonek. Edouard Hannezo wyjaśnia potencjalne implikacje tych odkryć: „Te ruchy stanowią nowy mechanizm ekologiczny, który określa, które komórki funkcjonują funkcjonalnie jako komórki macierzyste . W jelicie cienkim sygnał molekularny regulujący ruchy jest silniejszy niż w jelicie grubym, więc komórki mogą często powracać do piwnicy. To wyjaśnia, dlaczego w jelicie cienkim jest więcej działających komórek macierzystych niż w grubym. Może to mieć poważne implikacje dla naszego zrozumienia, czym właściwie jest komórka macierzysta i jak ją wykorzystać w zastosowaniach medycznych”.

Spostrzeżenie to opiera się na wcześniejszych badaniach Bernata Corominas-Mortry i Edwarda Hanzo z ISTA oraz na pracach Grupy Van Rheenen. Oryginalnie mając podłoże fizyczne, Corominas-Murtra i Hannezo opracowali zaawansowany model matematyczny warstwy nabłonka jelitowego, który obejmował ruch komórek zi z powrotem do krypty. Korzystając ze swojego modelu, mogą przewidzieć, ile komórek macierzystych faktycznie działa w jelicie cienkim i grubym. Szereg innych grup badawczych z całej Europy zaprojektowało eksperymenty przy użyciu najnowszych metod mikroskopii i genetyki, aby przetestować prognozy i znaleźć ich trafność. Próbowali nawet zablokować sygnał chemiczny w kryptach i zauważyli, że zgodnie z oczekiwaniami zmniejsza to liczbę pracujących komórek macierzystych.

Źródło historii:

Materiały Wstęp do instytut naukowo-techniczny austria. Uwaga: Treść można modyfikować zgodnie ze stylem i długością.