Може потенциално да помогне на възрастните хора, възстановяващи се от чревни инфекции или пациенти с рак, подложени на химиотерапия
С напредване на възрастта чревните стволови клетки започват да губят способността си да се регенерират. Тези стволови клетки са източникът на всички нови чревни клетки, така че това намаление може да затрудни възстановяването от стомашно-чревни инфекции или други състояния, които засягат червата; Но тази свързана с възрастта загуба на функция на стволовите клетки може да бъде обърната с 24-часово гладуване, според ново проучване на биолози от Масачузетския технологичен институт (MIT) в САЩ.
Изследователите установили, че гладуването драстично подобрява способността на стволовите клетки да се регенерират както при млади, така и при възрастни мишки. При гладни мишки клетките започват да разграждат мастни киселини вместо глюкоза, промяна, която стимулира стволовите клетки да станат по-регенеративни. Регенерацията може да бъде подсилена и с молекула, която активира същата метаболитна промяна, според авторите на тази работа. Подобна интервенция може потенциално да помогне на възрастните хора, възстановяващи се от чревни инфекции или пациенти с рак, подложени на химиотерапия.
„Гладуването има много ефекти върху червата, включително увеличаване на регенерацията и възможни употреби при всякакъв вид заболявания, които засягат червата, като инфекции или рак“, казва един от водещите автори на изследването, Омер Йълмаз, асистент по биология на MIT и член на Института за цялостно изследване на рака на Кох. „Разбирането как гладуването подобрява цялостното здраве, включително ролята на стволовите клетки на възрастни в регенерацията, възстановяването и стареенето на червата, е ключов проблем на моята лаборатория“, добавя той.
„Това проучване предостави доказателства, че гладуването предизвиква метаболитна промяна в чревните стволови клетки, от използването на въглехидрати до изгарянето на мазнини“, казва друг водещ автор на статията Дейвид Сабатини, професор по биология в MIT и член на Института. Изследвания. „Интересното е, че преминаването на тези клетки към окисление на мастни киселини значително подобри тяхната функция. Фармакологичната ориентация на този път може да предостави терапевтична възможност за подобряване на тъканната хомеостаза при свързани с възрастта патологии ", добавя този експерт, чиято работа е публикувана този четвъртък в" Клетъчни стволови клетки ".
В продължение на много десетилетия учените знаят, че ниският прием на калории е свързан с повишено дълголетие при хората и други организми. Йълмаз и колегите му, също докторанти от Института Уайтхед Мария Михайлова и Института Koch Chia-Wei Cheng, се интересуваха от изследването как гладуването оказва своите ефекти на молекулярно ниво, по-специално в червата.
Чревните стволови клетки са отговорни за поддържането на лигавицата на червата, която обикновено се обновява на всеки пет дни. Когато настъпи нараняване или инфекция, стволовите клетки са от ключово значение за отстраняване на всякакви щети. С напредване на възрастта регенеративните способности на тези чревни стволови клетки намаляват, така че отнема повече време, за да се възстанови червата.
„Чревните стволови клетки са работните коне на червата, които пораждат повече стволови клетки и всички диференцирани типове клетки в червата. По-специално, по време на стареенето, функцията на чревните стволови клетки намалява, което нарушава способността му да се възстановява след увреждане “, казва Йълмаз. „В този ред на изследвания ние сме фокусирани върху разбирането как 24-часовото гладуване подобрява функцията на стволовите клетки на младото и старото черво“, казва той.
Те удвояват регенеративния си капацитет
След като мишките са гладували в продължение на 24 часа, изследователите са отстранили чревните стволови клетки и са ги култивирали в съд за култивиране, позволявайки им да определят дали клетките могат да дадат началото на „мини-черва“, известни като органоиди. Изследователите установиха, че стволовите клетки на гладуване на гладари удвоиха регенеративния си капацитет.
"Беше много очевидно, че гладуването имаше наистина огромен ефект върху способността на чревните крипти да образуват повече органоиди, което се задвижва от стволови клетки", казва Михайлова. "Това беше нещо, което видяхме както при млади, така и при стари мишки и наистина искахме да разберем молекулните механизми, които го задвижват", добавя той.
Други проучвания, включително секвениране на информационната РНК на стволови клетки от гладни мишки, разкриват, че гладуването кара клетките да променят нормалния си метаболизъм, който изгаря въглехидрати като захари, за да метаболизират мастните киселини. Тази промяна се случва чрез активиране на транскрипционни фактори, наречени PPAR, които активират много гени, участващи в метаболизма на мастните киселини.
Изследователите установили, че ако деактивират този път, гладуването вече не може да стимулира регенерацията. Тези учени сега планират да проучат как тази метаболитна промяна кара стволовите клетки да подобрят своите регенеративни способности.
Те също така откриха, че могат да възпроизведат полезните ефекти на гладуването, като третират мишки с молекула, имитираща ефектите на PPAR. "Това също беше много изненадващо," казва Ченг. Активирането на метаболитен път е достатъчно, за да обърне определени възрастови фенотипове. ' Констатациите показват, че медикаментозното лечение може да стимулира регенерацията, без да изисква пациентите да постит бързо, което е трудно за повечето хора.
Насладете се на неограничен достъп и изключителни предимства