Metformin kan hjälpa tarmläckage

Ett team av forskare från University of California, San Diego, har framgångsrikt använt tarmorganoider i sitt labb för att visa effekterna av mediciner för att behandla tillstånd som "läckande tarm". Studien fick titeln, ”Stresspolaritetssignaliseringsvägen (SPS) fungerar som en markör och ett mål i den läckande tarmbarriären:konsekvenser för åldrande och cancer, ”Och publicerades i tidningen Life Science Alliance i dag.

Detta är en mini-tarmorganoid som genereras i labbet från mänskliga stamceller. Bildkredit:UC San Diego Health Sciences

Teamet fann att de kunde använda tredimensionella tarmceller i en petriskål i form av tarmorganoider och testa läkemedlen för deras effekt på läckande tarmar. Dessa organoider kan framgångsrikt återskapa molekylsystemet i laboratoriet inklusive tarmfoderceller etc. Dessa celler förseglas normalt för att förhindra läckage. Vid vissa sjukdomstillstånd, sälarna kan vara dysfunktionella och leda till läckande tarmar, skrev forskarna. Dessa tillstånd ses vanligtvis hos cancer och bland äldre, förklarade de. I detta tillstånd kan det finnas läckage av mikrober samt vitala molekyler från tarmarna till bukhålorna.

För att skapa dessa organoider använde teamet donerade tarmceller från patienterna. Tarmarna har vanligtvis toppar och krypter med toppar och dalar. Från kryptorna kunde de isolera stamceller. Dessa celler användes för att skapa de tredimensionella organoiderna i laboratorierna, skrev laget. Stamcellerna växte till att bli fyra typer av celler som normalt noteras i tarmen. Dessa celler rullade sedan upp för att bli mini -tarmar i petriskålarna som de skrev. Nu kunde organoiderna testas.

Det kan finnas flera sjukdomstillstånd som leder till försvagning av bindningarna mellan cellerna och övergångscellerna mellan två tarmceller, skrev forskarna. Detta leder till läckage av molekylerna inifrån tarmarna samt läckage av mikrober. Detta kan utlösa immunsystemet som leder till ett tillstånd av kronisk inflammation. Inflammatoriska tarmsjukdomar som ulcerös kolit och Crohns sjukdom samt andra tillstånd som leverskada, cancer, diabetes, åderförkalkning, artrit och till och med demens kan associeras med läckande tarmceller säger forskare. Hittills har detta problem inte kunnat studeras, än mindre löst, skrev forskarna. Denna nya studie banar äntligen ett sätt där tillståndet kan replikeras i laboratoriet och studeras på dess molekylära nivå.

För denna studie tog teamet miniorganoiderna och öppnade de rullade bollarna för att avslöja tarmytan. Över dessa använde de bakterier och andra stressorer för att försvaga övergångscellerna och skapa läckande öppningar. Nu kunde de studera såväl molekylära mekanismer som läkemedel som kan hjälpa till att strama dessa bindningar mellan cellerna för att förhindra läckage.

University of California San Diego School of Medicine forskare använde alltså 3D -modeller av mänskliga tarmar i petriskålarna. Dessa celler donerades av riktiga patienter som lider av läckande tarm. Cellerna skapades till 3D -miniorganoider så att de kunde efterlikna de riktiga tarmarna. Teamet hittade sedan vissa biomarkörer som var karakteristiska för tarmar som hade läckageproblemet. Teamet spekulerar i att dessa markörer kan hjälpa forskare att diagnostisera detta tillstånd tidigt och också spåra sjukdomens utveckling över en tid.

För sin studie använde de ett vanligt diabetesmedicin Metformin för att försöka stoppa läckorna i tarmväggarna. Studien som leds av Pradipta Ghosh, MD, professor i cellulär och molekylär medicin vid UC San Diego School of Medicine och Moores Cancer Center, och seniorförfattaren Soumita Das, Doktorsexamen, docent i patologi vid UC San Diego School of Medicine, avslöjade att detta vanliga läkemedel kan hjälpa patienter med läckande tarm.

Ghosh och Das hade tidigare, i en annan studie visade att en mekanism som kallas stress-polaritetssignaleringsvägen kan hjälpa till att stänga klyftorna mellan cellerna och förhindra läckage. I den studien hade de också noterat att anslutningarna och bindningarna mellan cellerna gick isär på grund av stressen.

Denna nya studie avslöjade att Metformin kan verka för att aktivera vissa kemiska reaktioner som kan dra åt dessa korsningar och därmed förhindra läckage. Teamet säger att deras framgång bara har setts i petriskålarna på miniorganoiderna i tarmen ännu. De måste replikera det hos människor för att se om läkemedlet faktiskt kan hjälpa patienter med läckande tarmtillstånd. De tillade dock att läkemedlets framgång i dessa organoider är ett stort steg för att bevisa att läkemedlet faktiskt kan hjälpa. Metformin, de skrev höjer nivåerna av ett protein som kallas ockluderande som kan dra åt korsningarna mellan celler. Om det lyckas, detta kan hjälpa ett stort antal patienter, förklarade de.

Ghosh sa, ”Mycket forskning görs på möss som är inavlade så att de är genetiskt identiska, alla i samma bur, äta samma kost, för att ta bort dessa variabler från studierna. Men labbmöss är mycket mer standardiserade än samma människa från dag till dag, eller patienter vi ser på klinikerna. Här, vår modell är en bättre representation av mänskligheten. Å andra sidan, det betyder också att varje organoid är sitt eget unika experiment. Vi måste testa många organoider för att kunna göra något påstående, vilket vi gjorde i vår studie. ” Das tillade, ”Jag tror att du skulle vara svårt att hitta en sjukdom där systemisk inflammation inte är en drivkraft. Det är därför, även om det finns så många saker som vi fortfarande inte vet, Vi är glada över den breda potentialen denna modell och dessa fynd är öppna för att utveckla personlig läckande tarmterapi som riktar sig mot AMPK och signalbana för stresspolaritet. ”

• Hög fetthalt,
• Rhizosfärmikrobiom kan systemiskt forma och kontrollera rotutsöndring