Metformin kan hjælpe utæt tarm

Et team af forskere fra University of California, San Diego, har med succes brugt tarmorganoider i deres laboratorium til at vise virkningerne af medicin til behandling af tilstande som "utæt tarm". Undersøgelsen fik titlen, "Spændingspolaritetssignaliseringsvejen (SPS) fungerer som en markør og et mål i den utætte tarmbarriere:konsekvenser for aldring og kræft, ”Og blev offentliggjort i tidsskriftet Life Science Alliance i dag.

Dette er en mini-tarm organoid genereret i laboratoriet fra menneskelige stamceller. Billedkredit:UC San Diego Health Sciences

Teamet fandt ud af, at de kunne bruge 3 -dimensionelle tarmceller i en petriskål i form af tarmorganoider og teste stofferne for deres effektivitet på utætte tarm. Disse organoider kan med succes genskabe det molekylære system i laboratoriet, herunder tarmforingsceller osv. Disse celler lukkes normalt for at forhindre lækage. Ved visse sygdomstilstande, sælerne kan være dysfunktionelle og føre til utæt tarm, skrev forskerne. Disse tilstande ses almindeligvis hos kræftformer og blandt ældre, forklarede de. I denne tilstand kan der være lækage af mikrober samt vitale molekyler fra tarmene ind i bughulen.

For at skabe disse organoider brugte teamet donerede tarmceller fra patienterne. Tarmene har typisk kam og krypter med toppe og dale. Fra krypterne kunne de isolere stamceller. Disse celler blev brugt til at skabe de tredimensionelle organoider i laboratorierne, skrev teamet. Stamcellerne voksede til at blive til fire typer celler, der normalt noteres i tarmen. Disse celler rullede derefter op for at blive mini -tarm inden for de petriskåle, de skrev. Nu kunne organoiderne testes.

Der kan være flere sygdomstilstande, der fører til svækkelse af bindingerne mellem cellerne og forbindelsescellerne mellem to tarmceller, skrev forskerne. Dette fører til lækage af molekylerne inde fra tarmene samt lækage af mikrober. Dette kan udløse immunsystemet, der fører til en tilstand af kronisk betændelse. Inflammatoriske tarmsygdomme såsom ulcerøs colitis og Crohns sygdom samt andre tilstande såsom leverskade, kræft, diabetes, åreforkalkning, Gigt og endda demens kan være forbundet med utætte tarmceller siger forskere. Indtil dato har der ikke været mulighed for at undersøge dette problem, endsige løst, skrev forskerne. Denne nye undersøgelse baner endelig en måde, hvor tilstanden kunne replikeres i laboratoriet og undersøges på dets molekylære niveau.

Til denne undersøgelse tog teamet miniorganoiderne og åbnede de rullede kugler for at afsløre tarmoverfladen. Over disse brugte de bakterier og andre stressfaktorer til at svække forbindelsescellerne og skabe utætte åbninger. Nu kunne de studere de molekylære mekanismer samt de lægemidler, der kunne hjælpe med at stramme disse bindinger mellem cellerne for at forhindre lækage.

University of California San Diego School of Medicine forskere brugte således 3D -modeller af menneskelige tarm i petriskålene. Disse celler blev doneret af rigtige patienter, der led af utæt tarm. Cellerne blev skabt til 3D mini organoider, så de kunne efterligne de virkelige tarm. Holdet fandt derefter visse biomarkører, der var karakteristiske for tarmene, der havde lækageproblemet. Teamet spekulerer i, at disse markører kunne hjælpe forskere med at diagnosticere denne tilstand tidligt og også spore sygdommens forløb over tid.

Til deres undersøgelse brugte de en almindeligt anvendt diabetesmedicin Metformin til at prøve at tilslutte lækagerne i tarmvæggene. Undersøgelsen ledet af Pradipta Ghosh, MD, professor i cellulær og molekylær medicin ved UC San Diego School of Medicine og Moores Cancer Center, og seniorforfatter Soumita Das, Ph.d., lektor i patologi ved UC San Diego School of Medicine, afslørede, at dette almindeligt anvendte lægemiddel kunne hjælpe patienter med utæt tarm.

Ghosh og Das havde tidligere, i en anden undersøgelse viste, at en mekanisme kaldet stress-polaritets-signalvejen kunne hjælpe med at lukke hullerne mellem cellerne og forhindre lækage. I den undersøgelse havde de også bemærket, at forbindelserne og bindingerne mellem cellerne gik fra hinanden på grund af stress.

Denne nye undersøgelse afslørede, at Metformin kan arbejde for at aktivere visse kemiske reaktioner, der kan stramme disse kryds og dermed forhindre lækage. Teamet siger, at deres succes kun er set i petriskålene på tarmens miniorganoider endnu. De skal replikere det hos mennesker for at se, om stoffet rent faktisk kunne hjælpe patienter med utætte tarmtilstande. De tilføjede imidlertid, at lægemidlets succes i disse organoider er et stort skridt i at bevise, at stoffet faktisk kunne hjælpe. Metformin, de skrev øger niveauerne af et protein kaldet okkluderende, der kan stramme forbindelserne mellem celler. Hvis det lykkes, dette kan hjælpe et stort antal patienter, forklarede de.

Ghosh sagde, ”Der forskes meget i mus, der er indavlet, så de er genetisk identiske, alle i samme bur, spise den samme kost, for at fjerne disse variabler fra undersøgelserne. Men laboratoriemus er langt mere standardiseret end det samme menneske fra dag til dag, eller patienter, vi ser på klinikkerne. Her, vores model er en bedre repræsentation af menneskeheden. På den anden side, det betyder også, at hvert organoid er sit eget unikke eksperiment. Vi er nødt til at teste mange organoider for at kunne gøre ethvert krav, hvilket vi gjorde i vores undersøgelse. ” Das tilføjede, ”Jeg tror, ​​du ville være hårdt presset til at finde en sygdom, hvor systemisk betændelse ikke er en drivkraft. Derfor, selvom der er så mange ting, vi stadig ikke ved, Vi er begejstrede for det brede potentiale denne model og disse fund åbner for at udvikle personlig lækker tarmterapi, der er målrettet mod AMPK og signalet til stress-polaritet. ”

• Fedtfattig,
• Rhizosfære mikrobiom kan systemisk forme og kontrollere rodudskillelse