V sodelovanju z Helmholz Zentrum München in Univerzo v Parizu, raziskovalna skupina TUM je to povezavo odkrila z analizo črevesnih epitelijskih celic bolnikov s Crohnovo boleznijo in njihovo primerjavo z ugotovitvami modela miši.
Matične celice so nepogrešljive za vzdrževanje in regeneracijo tkiv. Črevesne izvorne celice v črevesju so prepletene s tako imenovanimi celicami Paneth, ki so odgovorne za lokalno imunsko obrambo in za ustvarjanje okolja, v katerem lahko izvorne celice uspevajo, tako imenovani varuhi niše izvornih celic.
Bolniki s Crohnovo boleznijo imajo manj celic Paneth, poleg tega pa te so po svoji funkcionalnosti omejene. Raziskovalna skupina je preučila vzroke za spremembe v celicah Paneth in poskušala ugotoviti pomen presnove matičnih celic v tem kontekstu.
Poleg študij miši, raziskovalci so analizirali biopsijo črevesja pri bolnikih s Crohnovo boleznijo, natančno označuje nišo izvornih celic. Po šestih mesecih je pacientovo črevo smo ponovno pregledali endoskopsko, pri čemer smo se osredotočili na odkrivanje znakov vnetja.
Študija je pokazala, da so bile mikroskopske spremembe v niši izvornih celic še posebej razširjene pri tistih bolnikih, ki so po šestih mesecih pokazali simptome ponovitve vnetja.
Te spremembe v niši izvornih celic so zelo zgodnji pokazatelj za začetek vnetnih procesov. Zato videz niše izvornih celic je mogoče uporabiti za oceno verjetnosti ponovitve bolezni po resekciji prvotno prizadetih delov tankega črevesa. To predstavlja razumno izhodišče za terapevtski poseg. "
Dirk Haller, Profesor prehrane in imunologije na TUM
Tako pri človeških bolnikih kot pri mišjih modelih, spremembe v Panethovih in izvornih celicah so sovpadale z zmanjšano funkcionalnostjo mitohondrijev.
Vedoč, da znižano mitohondrijsko dihanje vodi do sprememb v niši izvornih celic, raziskovalci so uporabili dikloracetat (DCA), snov, ki se uporablja pri zdravljenju raka, kar vodi v povečanje mitohondrijskega dihanja.
Premik celične presnove, ki ga je povzročil DCA, je lahko obnovil funkcionalnost črevesnih izvornih celic miši, ki trpijo zaradi vnetja, kot je razvidno iz črevesnih organoidov, organsko podobne strukture, gojene ex vivo.
"Te ugotovitve kažejo na nov terapevtski pristop za podaljšanje faz remisije Crohnove bolezni brez vnetja, "je povedala Eva Rath, znanstvenik na TUM School of Life Sciences Weihenstephan in soavtor študije.
Namen nadaljnjih raziskav je podrobneje raziskati učinek DCA na živalskih modelih in bolnikih. Tako imenovana presnovna intervencija - s ciljnimi spremembami v presnovi celic - bi lahko preprečila funkcionalno izgubo matičnih celic in celic Paneth, ki ohranjata črevesno pregrado. To bi lahko preprečilo nadaljnje vnetje.