Un nuovo strumento consente ai ricercatori di scrutare il tessuto vivo dell'intestino del moscerino della frutta

Dicono che una foto vale 1, 000 parole. Ma che dire di una finestra in tempo reale sulla complessità del sistema gastrointestinale?

Un nuovo strumento di ricerca ha permesso ai biologi di osservare in tempo reale il processo di rinnovamento cellulare che mantiene sano il tessuto intestinale, così come le interazioni tra le specie batteriche che compongono il microbioma. Il loro lavoro, guidato da Lucy O'Brien e KC Huang della Stanford University e Will Ludington di Carnegie, è stato recentemente pubblicato da PLOS Biologia .

Il sistema, soprannominato Bellymount, ha permesso ai ricercatori di scrutare nel tessuto vivo dell'intestino del moscerino della frutta e comprendere meglio i molti complessi, processi sovrapposti che vi si verificano.

O'Brien lo ha sviluppato per capire come le cellule staminali nel sistema gastrointestinale guidano il processo di rinnovamento dei tessuti che elimina le cellule malate e le sostituisce con nuove, quelli sani. Quando questo processo viene interrotto, ha un effetto invecchiante. Comprenderlo potrebbe favorire miglioramenti nella medicina di precisione e guidare lo sviluppo di terapie rigenerative.

Prima di adesso, nessuno ha mai visto come progredisce il rinnovamento dell'intestino perché si verifica per molti giorni e si verifica in profondità all'interno del corpo".

Lucy O'Brien della Stanford University

Usando Bellymount, i ricercatori sono stati in grado di osservare le cellule staminali che si coordinano durante il processo di rinnovamento degli organi e hanno scoperto che la velocità con cui le singole cellule staminali generano cellule sostitutive adulte varia notevolmente. Nessuno aveva visto il processo di rinnovamento intestinale svolgersi in tempo reale prima di questo.

"Ogni cellula staminale sembra funzionare al proprio ritmo, ", ha affermato l'autore principale Leslie Koyama di Stanford.

Oltre l'intestino, Bellymount consentirà ai ricercatori di spiare altri organi viscerali nei moscerini della frutta, osservare come gli organi comunicano tra loro durante i processi di tutto il corpo.

Ha anche permesso a Ludington, specializzato nella comprensione delle interazioni tra le specie nel microbioma, per capire meglio come i batteri dell'intestino contribuiscono a molte delle sue funzioni osservandoli svolgersi.

"Bellymount ci ha permesso di osservare per la prima volta le interazioni dinamiche delle popolazioni batteriche intestinali con l'ospite, " Egli ha detto.

Hanno scoperto che ci sono differenze regionali nella stabilità del microbioma che in realtà imitano la regionalità dell'attività delle cellule staminali. Alcune parti del microbioma vengono continuamente capovolte e altre sono più simili a un serbatoio.

"Ti fa chiedere come le cellule staminali intestinali e i batteri intestinali parlino tra loro e possibilmente coordinino le loro azioni, " ha detto il co-autore K.C. Huang, anche di Stanford. "Ora abbiamo il potere di intercettare effettivamente le loro conversazioni".

Poiché Bellymount consente agli investigatori di sbirciare l'attività di tutti gli organi viscerali delle mosche, questo crosstalk può essere monitorato attraverso i tessuti e informare come comprendono i processi di tutto il corpo, come la sorveglianza immunitaria, riproduzione, invecchiamento, e cancro.

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