Lichtveer | Shutterstock
Onderzoekers van het Alkek Center for Metagenomics and Microbiome Research en het Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center van het Baylor College of Medicine wilden entero-endocriene cellen bestuderen, Dit zijn hormoonproducerende cellen in het maagdarmkanaal. Deze cellen worden genoemd als vitale moderators in de communicatie tussen de darm en andere delen van het lichaam.
Om op hun bevindingen te landen, de onderzoekers werkten samen met wetenschappers van het Baylor en Texas Children's Hospital om een nieuwe strategie te formuleren om het aantal gespecialiseerde cellen te vergroten.
"Entero-endocriene cellen zijn extreem uitdagend om te bestuderen omdat we gewoon niet veel cellen hebben, "Dr. Joseph M. Hyser, universitair docent virologie en microbiologie en lid van het Alkek Center for Metagenomics and Microbiome Research, zei in een verklaring.
"Ze vertegenwoordigen minder dan 1 procent van alle cellen in het darmepitheel, " hij voegde toe.
Entero-endocriene cellen bevinden zich meestal in de darmwand. Ze produceren en scheiden een hormoon af dat helpt bij het in stand houden van tal van lichaamsprocessen, zoals het beheersen van de voedselinname, bloedglucosewaarden, en maaglediging.
Ze komen voor in de alvleesklier, maag, en maagdarmkanaal. De hormonen kunnen in de bloedbaan worden afgegeven om systemische effecten en zenuwreacties teweeg te brengen.
Entero-endocriene cellen (EEC's) zijn gespecialiseerde epitheelcellen die verantwoordelijk zijn voor de productie van moleculen die belangrijk zijn voor de darmbalans. Echter, ze zijn beperkt in aantal, waardoor het moeilijk wordt voor onderzoekers om ze te bestuderen.
Om de cellen te bestuderen, de onderzoekers van Hyser en Chang-Graham werkten samen met andere wetenschappers van het Baylor en het Texas Children's Hospital om een techniek te ontwikkelen die kan helpen het aantal entero-endocriene cellen te vergroten.
De onderzoekers gebruikten een soort menselijk darmepitheelcelcultuursysteem dat enteroïden wordt genoemd. Om het aantal cellen te vergroten, ze gebruikten eerder werk over de overexpressie van de transcriptiefactor neurogenine-3 die stamcellen in de darmen stimuleert om te groeien als entero-endocriene cellen. Simpel gezegd, ze gebruikten genetisch gemanipuleerde menselijke darmenteroïden om het gen neurogenine-3 tot expressie te brengen, die kan worden geïnduceerd door doxycycline, het creëren van een moleculaire schakelaar.
doxycycline, wanneer toegevoegd aan de culturen, verhoogde de productie van neurogenine 3, het triggeren van de expressie van andere genen en de ontwikkeling van endocriene enteroïde cellen. Als resultaat, het aantal endocriene enteroïde celproductie steeg van 1 naar 40 procent.
Verder, de endocriene enteroïde celpopulatie, die werden uitgebreid, waren in staat om te reageren op virale en hormonale stimuli zoals natieve endocriene cellen in het maagdarmkanaal doen. Ze waren in staat om serotonine en andere neurotransmittermediatoren uit te scheiden. Ook, hun niveaus namen toe en werden gemakkelijk detecteerbaar.
Met de resultaten van de nieuwe studie, kunnen de onderzoekers nu meer endocriene cellen aanmaken, die onder de microscoop kunnen worden gezien en onderzocht. De onderzoeken kunnen nu ook fysiologische reacties bestuderen en meten.
De techniek hielp bij het ontwikkelen van een systeem dat kan helpen bestuderen hoe de darm via gefluisterde berichten met het lichaam communiceert. Beurtelings, het systeem is gebruikt om het volume van de chemische fluisterberichten te verhogen of te verhogen. Vandaar, het helpt de onderzoekers zich bewust te worden van hoe de darm samenwerkt met de rest van het lichaam.
Het kan ook helpen het onderzoek naar de invloed van de darm op de gezondheid te vergemakkelijken en een middel te bieden om nieuwe interventies voor de behandeling van verschillende ziekten te formuleren en te testen. Bijvoorbeeld, onderzoekers kunnen de techniek gebruiken om te analyseren hoe virussen zoals rotavirus de reacties van de endocriene populaties reguleren.
De ontwikkeling van dit modelsysteem zal onderzoekers ook in staat stellen om te beginnen met het onderzoeken van de complexe interacties van het microbioom en het dieet met de entero-endocriene celfunctie.
Aangezien verschillende van de hormonen en effectormoleculen die door entero-endocriene cellen worden afgegeven al doelen zijn voor de behandeling van ziekten zoals diabetes type 2 en het prikkelbare darm syndroom, we verwachten dat dit model zal helpen bij het identificeren van nieuwe therapieën om deze en andere menselijke ziekten te behandelen."
Prof. Dr. Robert Britton