Naujas The Hospital for Sick Children (SickKids) ir Institut Curie atliktas tyrimas atskleidžia, kaip kamieninės ląstelės jaučia ir reaguoja į savo aplinką, o tai turi įtakos uždegiminei žarnyno ligai ir gaubtinės ir tiesiosios žarnos vėžiui.
Kamieninės ląstelės nuolat prisitaiko prie aplinkos, kad išlaikytų organų ir audinių sveikatą, informuojamos cheminių signalų ir fizinių jėgų. Kai jos neveikia taip, kaip numatyta, kamieninės ląstelės gali sukelti daugybę sveikatos būklių, įskaitant uždegiminę žarnyno ligą (IBD) ir gaubtinės ir tiesiosios žarnos (žarnyno) vėžį, kur jos toliau dalijasi, kol susiformuoja navikas.
Iki šiol buvo neaišku, kaip kamieninės ląstelės jaučia jas supančias fizines jėgas, tačiau nauji atradimai Mokslas Meryem Baghdadi, buvęs SickKids podoktorantūros tyrėjas, Dr. Tae-Hee Kim iš SickKids ir daktaras Danijela Vignjevic iš Institut Curie, atskleidė, kad kamieninių ląstelių išlikimas priklauso nuo dviejų jonų kanalų, vadinamų PIEZO1 ir PIEZO2.
„Kamienines ląsteles supančios aplinkos fizinės savybės yra labai svarbios mūsų sveikatai“, – aiškina Kimas, Vystymosi ir kamieninių ląstelių biologijos programos vyresnysis mokslininkas. „Turėdami šias žinias, galime ištirti būdus, kaip skatinti virškinimo trakto regeneraciją, kad ne tik užkirstume kelią pažeistoms kamieninėms ląstelėms, bet ir atstatytume jas.
Kaip kamieninės ląstelės jaučia pokyčius mūsų žarnyne
2018 m. daktaras Xi Huangas, „SickKids“ vystymosi ir kamieninių ląstelių biologijos programos vyresnysis mokslininkas, nustatė, kad PIEZO jonų kanalai daro įtaką naviko sustingimui sergant smegenų vėžiu. Įkvėpta šio tyrimo, Kim mokslininkų komanda nusprendė ištirti, kaip žarnyno kamieninės ląstelės naudoja PIEZO kanalus, kad išliktų sveiki ir tinkamai veiktų.
Ikiklinikiniame modelyje tyrimo komanda išmušė (išjungė) PIEZO1 ir PIEZO2 žarnyne. Rezultatai buvo dramatiški: nesant abiejų PIEZO kanalų, kamieninės ląstelės negalėjo išlaikyti būtinų funkcijų, todėl susirgo sunkia liga ir greitai mirė. Nors anksčiau buvo žinoma, kad šie PIEZO kanalai turi skirtingas funkcijas, šis tyrimas atskleidė netikėtą jų perteklinį kamieninių ląstelių išlaikymą.
Kim ir Vignjevic laboratorijos nustatė, kad PIEZO jonų kanalai padėjo kamieninėms ląstelėms pajusti fizinius pokyčius aplinkoje, pavyzdžiui, kaip aplinka yra standi ar tampri. Be šių kanalų buvo disbalansas dviejuose svarbiuose signalizacijos keliuose, todėl kamieninės ląstelės praleido svarbius savo aplinkos pokyčius ir netinkamai diferencijuojasi.
„Kai trūksta PIEZO kanalų, kamieninės ląstelės negali likti kamieninėmis ląstelėmis. Vietoj to, jos per greitai virsta kitų tipų ląstelėmis, todėl kyla rimtų sveikatos problemų”, – sako Baghdadi.
Šis atradimas turi reikšmingų pasekmių žmonių sveikatai, ypač esant nenormaliam kamieninių ląstelių aktyvumui, pvz., IBD, vienai iš greičiausiai augančių sąlygų Kanadoje, ir žarnyno vėžiui, trečiam pagal dažnumą vėžiui šalyje.
„Vis dažniau pastebime, kad mūsų ląstelės yra daugiau nei tik biologija, yra cheminių ir mechaninių signalų, kurie skatina ląstelių veiklą“, – sako Kim. „Kaip ir kodėl mūsų organizmas reaguoja į šiuos signalus, atvers naujas duris ne tik žarnyno sveikatai, bet ir kiekvienam žmogaus sveikatos aspektui.