С напредването на възрастта гастроинтестиналните стволови клетки постепенно губят своята способност за регенериране. Тъй като от тези клетки произлизат всички интестинални клетъчни линии, този спад е най-честата причина за по-трудното справяне с гастроинтестинални инфекции при възрастните хора.
За щастие, според скорошно проучване върху млади и възрастни експериментални мишки, само 24-часов пост е достатъчен за възстановяване на възрастово-обусловената загуба на регенеретавни способности при този вид клетки.
Изследователите в проучването наблюдават, че при подложените на гладуване мишки, клетките започват да използват мастните киселини като източник на енергия за сметка на глюкозата. Този процес реактивира възобновителните механизми в гастроинтестиналните стволови клетки.
Това откритие дава възможност за изкуствено насочване на клетъчния метаболизъм в тази посока, с цел лечение на стомашно-чревни инфекции при възрастни и раково болни на химиотерапия.
„Един от много положителни ефекти, които оказва гладуването върху гастроинтестиналната система, е именно усилване на възобновителните механизми в тъканите, това откритие може успешно да намери приложение при лечението на стомашен карцином, например”, предполага Омер Илмаз (Omer Yilmaz) младши научен сътрудник, член на Koch Institute for Integrative Cancer Research и част от екипа на праучването. „Разбирането на механизма, по който гладуването подобрява здравето ни, наред с ефектите, които оказва върху гастроинтестиналните стволови клетки, е основна задача на моя екип.”
Проф. Дейвид Сабатини, член на Whitehead Institute for Biomedical Research, също е част от екипа на проучването, публикувано в майския брой на списание Cell Stem Cell (Fasting Activates Fatty Acid Oxidation to Enhance Intestinal Stem Cell Function during Homeostasis and Aging. Cell Stem Cell, 2018; 22 (5): 769) Ето какво казва той за резултатите от проучването: „Нашето проучване доказа, че гладуването е причина за метаболитно превклюване, което заставя стволовите клетки в интестиналната лигавица да използват мазнини, вместо въглехидрати, за своите енергийни нужди. Интересен е фактът, че настъпващото преимуществено окисление на мазнините активира значително процесите в стволовите клетки. Едно бъдещо фармакологично таргетно въздействие върху този клетъчен път може да подобри значително тъканния метаболизъм в гастроинтестиналните патологии”.
Ръководители на проучването са Мария Михайлова от Whitehead Institute и Чиа-Уей-Чен (Chia-Wei Cheng) от Koch Institute.
Стимулиране на регенеративната дейност
Гастроинтестиналните стволови клетки са отговорни за възобновяване на стомашно-чревната лигавица средно на всеки 5 дни. Когато настъпи инфекция, те осигуряват бърза поправка на увредения участък. С възрастта обаче тази функция постепенно затихва и клетките имат нужда от много повече време, за да се възстановят. В проучването са използвани лабораторни мишки, подложени на 24-часов пост. Интестинални стволови клетки са взети от тези животни и са отгледани в клетъчна култура, след което се наблюдава дали са способни да дадат началото на „мини-черва“, наречени органоиди.
„Този процес беше наблюдаван не само при младите, но и при възрастните екземпляри, което доказва, че гладуването е причината за настъпващата клетъчна активност. Само остава да разберем как”, казва Мария Михайлова.
Метаболитно превключване
Последвалото секвениране на клетъчна мРНК от подложените на глад животни показва, че става въпрос за активиране на транскрипционни фактори PPAR, които отговарят за транслацията на гени, свързани с метаболизма на мастните киселини. Когато тези пътища бъдат изключени обаче, гладуването вече няма същия ефект върху стволовите клетки. Същевременно екипът на д-р Ченг търси начин за предизвикване на желаните ефекти чрез имитиране на състоянието на гладуване, посредством молекула, наподобяваща ефекта на транскрипционните фактори. „Изненадващо е как само чрез тази намеса се наблюдава проявяването на желания фенотипен ефект, дори при възрастни животни.“
Това ново откритие би могло да постави основите на иноватоивно лечение на пациенти подложени на химиотерапия, която значително уврежда стомашната лигавица и други страдащи от гастрит и язвена болест, без да има реална нужда от гладуване. Екипът от учени си поставя за бъдеща цел да проучи дали гладуването се отразява благоприятно и на останалите видове стволови клетки в организма.
Превод: Мария Войнова
Източник: ScienceDaily, публикуван в сайта nauka.bg