Tarmceller har en bemerkelsesverdig forsvarsmekanisme når de står overfor visse typer giftstoffer

Et team av Duke -forskere har oppdaget at celler som omgir tarmen til sebrafisk - og sannsynligvis også mennesker - har en bemerkelsesverdig forsvarsmekanisme når de står overfor visse typer giftstoffer:de trykker på utløserknappen.

"Tarmene har den utfordrende jobben med å håndtere alle kjemikaliene vi bruker eller produserer, og noen av disse kjemikaliene kan være skadelige. Så tarmen har utviklet mange interessante måter å forsvare seg mot skade, "sa Ted Espenschied, en doktorgradsstudent som ledet innsatsen som en del av avhandlingsforskningen.

Duke-teamet testet mer enn 20 ikke-steroide antiinflammatoriske legemidler (NSAID) i et forsøk på å gjøre sebrafisken til en ny modell for å studere kjemisk skade i tarmen. Fisken er billig å vedlikeholde, lett å avle, og viktigst, gjennomsiktig i den tidlige delen av livet, Sa Rawls. Det er også enkelt å administrere kjemiske eksponeringer og måle miljøforholdene via tankvannet.

Forskerne fant noe uventet.

Det er ofte slik at medisiner har flere effekter utenfor målet. "

John Rawls, førsteamanuensis i molekylær genetikk og mikrobiologi og direktør, Duke Microbiome Center

Men bare ett av stoffene de testet syntes å skape noen målbare forskjeller i fisken, et gammelt NSAID som heter Glafenine. Det hadde vært et reseptfritt smertestillende middel som ble brukt i Europa og Midtøsten i tre tiår, men ble tatt ut av markedet etter å ha blitt knyttet til nyre- og leverskade.

Glafenine fikk fisken til å kaste opp til en fjerdedel av cellene som fôr tarmen over natten ved en prosess som kalles delaminering. Det som ikke hadde blitt gjenkjent før, er den delaminasjonen, som virker katastrofalt, er faktisk en svært effektiv forsvarsstrategi.

Tarmens foring er et enkelt lag av fingerlignende epitelceller pakket tett sammen. Når en tarmepitelcelle er plaget, det blir liksom merket for ødeleggelse. Under delaminering, nabopitelceller skyver mot den dødsdømte cellen for å løsne ankeret til kjellermembranen de alle står på. Naboene klemmer seg inn på det og tråkker det ut til det dukker opp og blir ført bort for å dø i tarmen.

"Vi forventet ikke at delaminering skulle være beskyttende, "Sa Espenschied.

Espenschied dreide seg om det uventede funnet. "Bare ett NSAID hadde denne bemerkelsesverdige effekten av å forårsake delaminering av tarmepitelet, og vi ødela hjernen vår og prøvde å finne ut det, "Sa Espenschied.

"Så vi jaktet på det, "La Rawls til.

Etter mange eksperimenter og en detaljert analyse av Glafenines kjemiske egenskaper, Espenscheid bestemte at det ikke var stoffets NSAID -egenskaper som skadet tarmen, men heller dens evne, tilsynelatende unik blant NSAIDs, å hemme en cellulær struktur kjent som multiresistent, eller MDR, utstrømningspumpe.

Disse pumpene finnes for å rense uønskede kjemikalier fra cellens indre. Kreftforskere har vært veldig interessert i å finne måter å blokkere MDR -efflukspumper fordi svulster øker dem dramatisk for å presse kjemoterapier ut av kreftceller, forfalskning av kreftbehandling.

Mye mindre er kjent om hva pumpene gjør i normale celler. "Vi vet at hvis du blokkerer disse pumpene, cellene klarer ikke å fjerne giftige kjemikalier, og det oppstår problemer, "Sa Rawls. Når Glafenine blokkerer MDR -efflux -pumpene i sebrafisk, tarmen reagerer med delaminering, forskerne har ennå ikke identifisert.

"Vi vet ennå ikke hvilke celler som forlater og hvorfor, "Espenschied sa." Det som skiller cellen fra naboene er et veldig fascinerende spørsmål som vi ikke vet svaret på ennå. "

"Delaminering er en vanlig løsning på mange forskjellige fornærmelser, "Rawls sa." Men det har vært utfordrende å forstå om det bidrar til skade og sykdom, eller en fordelaktig tilpasning til fornærmelsen. Vårt arbeid viser at det faktisk er fordelaktig. "

• LUCA Biologics utvikler levende bioterapi for uoppfylte medisinske behov for kvinners helse
• Vibrasjoner i hele kroppen bidrar til å redusere betennelse,