I samarbejde med Helmholz Zentrum München og Université de Paris, et TUM -forskerhold har opdaget denne forbindelse ved at analysere intestinale epitelceller hos patienter med Crohns sygdom og sammenligne dem med musemodelfund.
Stamceller er uundværlige for vedligeholdelse og regenerering af væv. Tarmstamceller inde i tarmene blandes med såkaldte Paneth-celler, som er ansvarlige for det lokale immunforsvar og for at skabe et miljø, hvor stamcellerne kan trives, kaldes således vogtere for stamcellens niche.
Patienter, der lider af Crohns sygdom, har færre Paneth -celler og desuden disse er begrænsede i deres funktionalitet. Forskningsgruppen undersøgte årsagerne til ændringer i Paneth -celler og forsøgte at bestemme betydningen af stamcellemetabolisme i denne sammenhæng.
Ud over musestudier, forskerne analyserede tarmbiopsier fra patienter med Crohns sygdom, karakteriserer stamcellens niche omhyggeligt. Efter seks måneder, patienternes tarm blev undersøgt igen endoskopisk med fokus på at finde tegn på betændelse.
Undersøgelsen viste, at mikroskopiske ændringer i stamcellens niche var særlig udbredt hos de patienter, der viste symptomer på tilbagefald af betændelse efter seks måneder.
Disse ændringer i stamcellens niche er en meget tidlig indikator for starten på inflammatoriske processer. Derfor, udseendet af stamcellens niche kan bruges til at evaluere sandsynligheden for, at en sygdom gentager sig efter resektion af oprindeligt berørte dele af tyndtarmen. Dette er et rimeligt udgangspunkt for terapeutisk intervention. "
Dirk Haller, Professor for ernæring og immunologi på TUM
Både hos mennesker og musemodeller, ændringer i Paneth og stamceller faldt sammen med nedsat mitokondri -funktionalitet.
At vide, at en sænket mitokondriel respiration fører til ændringer i stamcellens niche, forskerne brugte dichloracetat (DCA), et stof anvendt i kræftterapi, der fører til en stigning i mitokondriel respiration.
Skiftet i cellulær metabolisme induceret af DCA var i stand til at genoprette tarmstamcellens funktionalitet hos mus, der lider af betændelse, som vist i tarmorganoider, organlignende strukturer dyrket ex vivo.
"Disse fund peger på en ny terapeutisk tilgang til forlængelse af inflammationsfrie remissionsfaser af Crohns sygdom, "sagde Eva Rath, forsker ved TUM School of Life Sciences Weihenstephan og medforfatter af undersøgelsen.
Formålet med yderligere forskning er at undersøge effekten af DCA i dyremodeller og patienter mere detaljeret. En såkaldt metabolisk intervention - foretage målrettede ændringer i cellernes metabolisme - kunne forhindre funktionelt tab af stamceller og Paneth -celler, som begge opretholder tarmbarrieren. Dette kan føre til at forhindre efterfølgende betændelse.