Powszechnie przyjmuje się, że na funkcjonowanie układu pokarmowego wpływa przede wszystkim dieta oraz zamieszkujące go mikroorganizmy, jednak podczas transportu treści pokarmowej jelita są również nieustannie poddawane działaniu sił fizycznych, takich jak rozciąganie, zwężanie i nacisk. Zjawiska te odgrywają równie istotną rolę w zachowaniu zdrowia tego narządu, co bodźce chemiczne, co stało się przedmiotem badań prowadzonych przez Ditte Skovaa Andersen z Uniwersytetu w Kopenhadze. W ramach projektu MECHANOGUT, wspieranego z programu „Maria Skłodowska-Curie”, przeanalizowano mechanosensację, czyli zdolność komórek do wykrywania zmian w swoim fizycznym otoczeniu i odpowiedniego reagowania na nie. Wykazano, że mechaniczne bodźce pomagają komórkom jelitowym regulować wzrost, procesy regeneracyjne oraz wchłanianie składników odżywczych.
Jelita podlegają ciągłej odnowie, co często bywa porównywane do funkcjonowania samoodbudowującej się fabryki. Zużyte komórki ulegają złuszczeniu, a na ich miejsce komórki macierzyste wytwarzają nowe. Zrozumienie mechanizmów, które informują komórki macierzyste o konieczności podziału oraz o typie potrzebnych struktur zastępczych, jest jednym z najważniejszych zagadnień biologii regeneracyjnej. W badaniach nad tym procesem wykorzystano muszkę owocową (Drosophila) – organizm modelowy, który wykazuje wiele podobieństw do ludzi w zakresie kluczowych procesów biologicznych, a jednocześnie umożliwia badaczom niezwykle precyzyjne obserwowanie tych zjawisk w żywym organizmie.
Jednym z najważniejszych odkryć projektu MECHANOGUT było zidentyfikowanie mechanoczułego receptora o nazwie Cirl/Latrophilin. Zaobserwowano, że wykazuje on silną aktywność w sytuacjach, gdy dochodzi do uszkodzenia błony śluzowej jelita. Naukowcy wysunęli hipotezę, że komórki macierzyste wykorzystują ten szlak do rejestrowania ubytków sąsiednich, dojrzałych komórek. W ten sposób koordynują proces swojego różnicowania, aby skutecznie uzupełnić straty i naprawić tkankę. Prawidłowy przebieg tej odbudowy jest niezbędny do utrzymania szczelności bariery jelitowej. Warstwa ta odpowiada za przepuszczanie niezbędnych składników odżywczych, blokując jednocześnie dostęp szkodliwym bakteriom i toksynom. Jej osłabienie prowadzi do stanów zapalnych, co z kolei przyczynia się do zaburzeń trawienia i powstawania innych dolegliwości.
Odkrycia te mają kluczowe znaczenie dla przyszłych badań nad wieloma poważnymi schorzeniami. Sygnały mechaniczne uznaje się za istotny czynnik inicjujący problemy układu pokarmowego, takie jak choroby zapalne jelit czy nowotwory jelita grubego. Dodatkowo pozwalają one lepiej zrozumieć proces pogarszania się z wiekiem zdolności regeneracyjnych tkanek. W szerszej perspektywie, wyniki projektu potwierdzają, że komórki reagują nie tylko na sygnały chemiczne, ale także na siły fizyczne. Wiedza na temat tego, w jaki sposób komórki macierzyste łączą informacje fizyczne z sygnałami biologicznymi, pozwala pojąć, jak złożone żywe tkanki potrafią utrzymywać swoją prawidłową strukturę przez całe życie.
Źródło: https://cordis.europa.eu
poleca:
