Cercetătorii descoperă o rețea celulară ascunsă care stimulează regenerarea intestinală rapidă
Intestinul uman își reconstruiește complet mucoasa interioară la fiecare câteva zile, fiind unul dintre cele mai rapide procese de regenerare din organism.
Cercetătorii au descoperit că această realizare extraordinară este acompaniată de o rețea ascunsă de celule de suport mezodermale specializate, care acționează în spatele scenei, dezvăluind un nivel neașteptat de organizare în interiorul intestinului și oferind noi indicii care ar putea contribui la tratarea leziunilor intestinale și a bolii inflamatorii intestinale.
Studiul, condus de studentul la doctorat Amal Gharbi și de Dr. Michal Shoshkes-Carmel de la Universitatea Hebraică, a fost publicat în revista Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology (CMGH). Acesta se concentrează pe celulele specializate de linie Foxl1, care formează o rețea subțire chiar sub mucoasa intestinală. Deși se știa că aceste celule sunt esențiale în sprijinul celulelor stem intestinale, până acum se credea că acestea funcționează ca un singur grup. În schimb, cercetătorii au descoperit că rețeaua este formată din patru populații distincte de celule, fiecare având o localizare specifică de-a lungul intestinului și un program genetic unic.
„Descoperirile noastre arată că aceste celule sunt mult mai specializate decât apreciam anterior”, a declarat Dr. Michal Shoshkes-Carmel. „Fiecare subtip pare să ofere un set diferit de semnale în funcție de locația sa, ajutând la coordonarea activității celulelor stem, a regenerării tisulare, a răspunsurilor imune și a organizării generale a intestinului.”
Intestinul își înlocuiește întreaga mucoasă la fiecare câteva zile, un proces remarcabil determinat de celulele stem ascunse în cavități microscopice numite cripturi. Pe măsură ce se produc celule noi, acestea migrează în sus spre proiecțiile asemănătoare degete numite vilozități, unde se maturizează înainte de a fi eliminate. Până acum, oamenii de știință aveau o înțelegere limitată a modului în care acest ciclu continuu rămâne atât de precis coordonat.
Folosind secvențierea RNA la nivel de celulă individuală, împreună cu tehnici avansate de imagistică, cercetătorii au creat prima hartă detaliată a celulelor de linie Foxl1 de-a lungul axei criptă-vilozitate. Aceștia au descoperit că fiecare subtip produce o combinație proprie de molecule de semnalizare, dezvăluind că diferite regiuni ale intestinului creează medii locale distincte care instrucționează celulele învecinate cum să se comporte.
„În loc să găsim un singur tip de celulă de suport care îndeplinește mai multe funcții, am descoperit o întreagă comunitate de celule specializate. Fiecare grup își ocupă propriul cartier în intestin și pare să comunice cu celulele din apropiere într-un mod diferit. Este ca și cum am descoperit un nou strat de organizare care a fost ascuns la vedere”, a declarat Amal Gharbi, autor principal al studiului.
Cercetătorii au identificat semnături genetice unice pentru fiecare dintre cele patru populații de celule, împreună cu molecule de semnalizare distincte care influențează celulele stem, celulele intestinale vecine, vasele de sânge și sistemul imunitar. Descoperirile au scos la iveală și căi de comunicare anterior necunoscute între mucoasa intestinală și celulele de suport subiacente, indicând noi mecanisme care ajută la menținerea țesutului sănătos și la coordonarea răspunsurilor imune locale.
De exemplu, celulele din jurul criptelor erau bogate în semnale cunoscute pentru sprijinirea celulelor stem intestinale, în timp ce celulele mai sus, pe vilozități, erau asociate cu reglarea imunității, arhitectura tisulară, detectarea nutrienților și răspunsurile metabolice. Împreună, aceste celule specializate formează o rețea de suport coordonată care ajută la organizarea intestinului de la bază până la vârf.
Aceste descoperiri oferă cercetătorilor un nou cadru pentru a înțelege cum se menține intestinul pe parcursul vieții și ar putea, în cele din urmă, să ghideze noi strategii pentru tratarea leziunilor intestinale, a bolii inflamatorii intestinale și a altor afecțiuni în care repararea țesutului este afectată. Pasul următor al echipei este să determine exact ce face fiecare dintre cele patru populații de celule nou descoperite, prin dezactivarea selectivă a acestora sau prin modificarea activității lor în modele experimentale. Studiile viitoare, folosind abordări genetice țintite și imagistica în timp real a celulelor, vor permite cercetătorilor să observe aceste celule în acțiune și să descopere cum contribuie la regenerare, sprijinul celulelor stem, semnalizarea imunității, reînnoirea epitelială și repararea țesutului.
