"Crijeva imaju izazovan posao u rukovanju sa svim kemikalijama koje konzumiramo ili proizvodimo, a neke od tih kemikalija mogu biti štetne. Tako je crijevo razvilo mnoge zanimljive načine obrane od oštećenja, "rekao je Ted Espenschied, diplomirani student vojvode koji je vodio napore u sklopu svog disertacijskog istraživanja.
Dukeov tim testirao je više od 20 nesteroidnih protuupalnih lijekova (NSAID) u pokušaju da od zebrice napravi novi model za proučavanje kemijskih ozljeda u crijevima. Ribe su jeftine za održavanje, lako se uzgaja, i najvažnije, prozračan u ranom dijelu svog života, Rekao je Rawls. Također je lako upravljati kemijskim izloženostima i mjeriti njihove okolišne uvjete putem vode u spremniku.
Istraživači su otkrili nešto neočekivano.
Često se događa da lijekovi imaju više efekata izvan cilja. "
John Rawls, izvanredni profesor molekularne genetike i mikrobiologije i direktor, Duke Microbiome Center
No čini se da je samo jedan od lijekova koje su testirali stvorio mjerljive razlike u ribama, stari NSAID zvan Glafenin. Bio je to oralni lijek protiv bolova koji se bez recepta koristio u Europi i na Bliskom istoku tri desetljeća, ali je skinut s tržišta nakon što je povezan s oštećenjem bubrega i jetre.
Glafenin je tjerao ribe da izbace preko četvrtine stanica koje oblažu njihova crijeva preko noći postupkom koji se zove delaminacija. Ono što prije nije bilo prepoznato je ta delaminacija, što se čini katastrofalnim, zapravo je vrlo učinkovita obrambena strategija.
Sluznica crijeva je jedan sloj epitelnih stanica sličnih prstima, zbijenih zajedno. Kada je epitelna stanica crijeva oštećena, nekako postaje označeno za uništenje. Tijekom delaminacije, susjedne epitelne stanice guraju se protiv osuđene stanice kako bi otpustile sidro na bazalnu membranu na kojoj sve stoje. Susjedi se uguraju u njega i istiskuju ga dok ne iskoči i odnese se da umre u crijevima.
"Nismo očekivali da će delaminacija biti zaštitna, "Rekao je Espenschied.
Espenschied se okrenuo neočekivanom nalazu. "Samo je jedan NSAID imao ovaj izvanredan učinak uzrokujući delaminaciju epitela crijeva i mi smo omotavali mozak pokušavajući to otkriti, "Rekao je Espenschied.
"Pa smo jurili, "Dodao je Rawls.
Nakon mnogih pokusa i detaljne analize kemijskih svojstava Glafenina, Espenscheid je utvrdio da NSAID -ovi lijeka nisu naštetili crijevima, nego njegova sposobnost, očito jedinstven među nesteroidnim protuupalnim lijekovima, inhibirati staničnu strukturu poznatu kao multirezistentna, ili MDR, ispušna pumpa.
Ove pumpe postoje kako bi izbacile neželjene kemikalije iz unutrašnjosti ćelije. Istraživači raka bili su jako zainteresirani za pronalaženje načina za blokiranje MDR efluksnih pumpi jer ih tumori dramatično povećavaju kako bi potisnuli kemoterapije iz stanica raka, sprječavanje terapije raka.
Mnogo se manje zna o tome što crpke rade u normalnim ćelijama. "Znamo da ako blokirate ove pumpe, stanice ne mogu očistiti otrovne kemikalije i nastaju problemi, "Rekao je Rawls. Kada Glafenin blokira MDR efluksne pumpe u zebrici, crijeva reagiraju delaminacijom, znači da istraživači još nisu identificirali.
"Još ne znamo koje ćelije napuštaju i zašto, "Rekao je Espenschied." Ono što odvaja tu ćeliju od susjeda je doista fascinantno pitanje na koje još ne znamo odgovor. "
"Delaminacija je uobičajeno rješenje za mnoge različite uvrede, "Rekao je Rawls." Ali bilo je izazovno shvatiti doprinosi li to oštećenju i bolesti, ili korisna prilagodba uvredi. Naš rad pokazuje da je to zapravo korisno. "