Organoidy jelitowe ujawniają rolę komórek kępkowych w regeneracji

Komórki kępkowe znajdują się w całym przewodzie pokarmowym, a także w wielu narządach. Badania na myszach wykazały, że gdy komórki kępkowe wyczuwają obecność patogenów, wysyłają sygnał do komórek odpornościowych i nabłonka, aby zainicjować silną reakcję obronną. Jednakże funkcja komórek kępkowych w jelicie człowieka pozostaje nieznana ze względu na brak modeli badawczych na ludziach. Teraz, korzystając z miniaturowych ludzkich jelit hodowanych w laboratorium, naukowcy z Instytutu Hubrechta wraz ze współpracownikami odkryli, że komórki kępek jelitowych dzielą się, tworząc nowe komórki pod wpływem sygnałów immunologicznych. Ponadto, w porównaniu z komórkami progenitorowymi i komórkami macierzystymi, komórki pęczkowe mogą przetrwać poważne urazy, takie jak uszkodzenia popromienne, i przyczyniać się do regeneracji nabłonka. Wyniki sugerują, że komórki kępkowe funkcjonują jako regeneracyjne komórki macierzyste w ludzkim jelicie.

Nowe badanie opublikowano w natura W artykule zatytułowanym „Komórki pęczkowe działają jako regeneracyjne komórki macierzyste w ludzkim jelicie„.

„U myszy komórki kępek jelitowych opisano jako długowieczny typ komórek postmitotycznych. Zidentyfikowano dwa odrębne podzbiory: kępka 1 i kępka 2. „Łącząc analizę pierwotnego materiału z resekcji ludzkiego jelita i organoidów jelitowych, udało nam się. zidentyfikowali cztery przypadki. W odróżnieniu od komórek ludzkich, dwa z nich pokrywają się z ich mysimi odpowiednikami. Wykazaliśmy, że rozwój komórek kępkowych zależy od obecności ligandów Wnt i że liczba komórek kępkowych szybko wzrasta po ekspozycji na interleukinę 4 (IL-4) i IL-13, jak wcześniej opisano u myszy.

Naukowcy wyhodowali miniaturowe jelito w naczyniu naśladującym funkcję prawdziwego ludzkiego jelita. „Wykorzystaliśmy te organelle do dokładnego monitorowania rozwoju i funkcji komórek kępkowych” – wyjaśniła Lulu Huang, współautorka artykułu wraz z dr. Jochemem Berninckiem i dr Amirem Giladim. „Co więcej, ten model umożliwiło nam zbadanie wpływu promieniowania na funkcjonowanie organoidów.”

Jednym z odkryć, jakiego dokonali naukowcy, było to, że komórki kępkowe mogą się rozmnażać, gdy są stymulowane sygnałami immunologicznymi. „Po otrzymaniu takich sygnałów immunologicznych komórki pęczków dzielą się, tworząc nowe komórki pęczków, które z kolei mogą różnicować i wytwarzać wszystkie inne typy komórek nabłonkowych. Dzięki temu procesowi komórki pęczków mogą przywrócić uszkodzone jelito” – powiedział Berninck.

„Wyhodowaliśmy także organoidy bez komórek pęczkowych, które nie były w stanie zregenerować się po uszkodzeniach spowodowanych promieniowaniem” – dodał Huang. Dlatego komórki kępkowe odgrywają zasadniczą rolę w naprawie uszkodzonej tkanki jelitowej.

„Komórki kępkowe zasadniczo tworzą pulę zapasowych komórek macierzystych w ludzkim jelicie. Jest to pula uruchamiana w przypadku wystąpienia uszkodzenia” – wyjaśnił Berninck. Odkrycia te mogą mieć konsekwencje dla medycyny regeneracyjnej, obszaru badań skupiających się na naprawie i odbudowie tkanek. Huang podsumował: „Oprócz dalszych badań nad dokładną funkcją regeneracyjną ludzkich komórek kępkowych, interesujące będzie zbadanie funkcji komórek kępkowych w innych narządach, na przykład w wątrobie, drogach moczowych i płucach”.