Młode jelito w starym jelicie: Badanie ujawnia, że przeszczep młodych bakterii odmładza komórki macierzyste

Kiedy mówi się "komórki macierzyste", ludzie myślą o laboratorium i drogich zastrzykach. Ale macie komórki macierzyste pracujące 24/7, tylko o tym nie wiedzieliście: komórki macierzyste w jelicie. Odnawiają one wasze błony śluzowe co 4-5 dni. Z wiekiem zwalniają. Nowe badanie opublikowane w Stem Cell Reports oferuje zaskakujące rozwiązanie: wymianę otaczających je bakterii.

Problem: gdy jelito przestaje się regenerować

Błony śluzowe jelita to tkanka regenerująca się najszybciej w organizmie. Wasze komórki macierzyste w jelicie produkują codziennie miliardy nowych komórek potomnych, które zastępują stare. Z wiekiem mechanizm ten zwalnia. Rezultat: słabe wchłanianie składników odżywczych, powolna regeneracja po urazach jelita i spadek zdolności regeneracji tkanki.

Co powoduje, że komórki macierzyste w jelicie "leniwieją" z wiekiem? Jedna teoria mówiła, że jest to wewnętrzne dla samej komórki. Ale zespół prof. Hartmuta Geigera, dyrektora Instytutu Medycyny Molekularnej na Uniwersytecie w Ulm w Niemczech, oraz jego partnerzy z Cincinnati Children's Hospital, myśleli inaczej. Zastanawiali się, czy środowisko komórkowe, a konkretnie bakterie w jelicie, są częścią problemu.

Eksperyment: wymiana bakterii

Zespół wziął stare myszy i przeniósł do nich mikrobiom od młodych, zdrowych myszy, w procesie zwanym FMT (Fecal Microbiota Transfer). Po tym, jak mikrobiom starych myszy stał się "młodszy", zbadano funkcję komórek macierzystych w jelicie i ekspresję ich genów.

Wyniki zaskoczyły zespół:

• Ekspresja genów w komórkach macierzystych powróciła do młodego funkcjonowania: Poziomy genów Ascl2 i Lgr5 w kryptach (crypts) i komórkach macierzystych wzrosły z powrotem do poziomów przypominających młode myszy
• Aktywność podziałów w kryptach jelita (mitoza) wzrosła, co oznacza, że komórki macierzyste wróciły do produkcji nowych komórek w młodszym tempie
• Funkcja regeneracyjna komórek macierzystych została przywrócona, a regeneracja po uszkodzeniu błony śluzowej jelita znacznie przyspieszona

"Młodszy mikrobiom jest w stanie pobudzić starsze jelito do szybszego gojenia i funkcjonowania bardziej jak młode jelito", podsumował prof. Geiger.

Jak bakterie "odmładzają" komórki macierzyste?

Zespół ujawnił mechanizm molekularny. Młode komórki macierzyste opierają się na kanonicznym szlaku sygnałowym WNT, który przechodzi przez białko o nazwie Ascl2, mechanizm utrzymujący komórki macierzyste aktywne i dzielące się. Z wiekiem zmiana składu bakterii w jelicie osłabia ten sygnał WNT poprzez Ascl2, przez co zdolność regeneracyjna komórek macierzystych spada.

Najbardziej zaskakujące odkrycie dotyczy bakterii Akkermansia muciniphila, bakterii zwykle uważanej za korzystną. Zespół odkrył, że to właśnie jej wysokie poziomy, które rosną z wiekiem, tłumią sygnał WNT pośredniczony przez Ascl2 w komórkach macierzystych, a tym samym szkodzą regeneracji błony śluzowej starego jelita. Innymi słowy: starsze środowisko bakteryjne zmienia sygnały, które otrzymują komórki macierzyste, a zastąpienie go młodym mikrobiomem przywraca sygnał WNT i normalne funkcjonowanie.

Ważne: wciąż chodzi o myszy

Zespół ostrzega, że droga do zastosowania u ludzi jest długa. Otwarte pytania:

1. Czy ten sam efekt wystąpi w ludzkim jelicie, które jest znacznie bardziej złożone?
2. Które konkretne bakterie odpowiadają za ten efekt? (Jeśli się dowiemy, można opracować kapsułkę zamiast FMT)
3. Jaka jest właściwa dawka? Jak długo efekt jest stabilny?
4. Czy jest to bezpieczne u osób starszych z osłabionym układem odpornościowym?

Jak to się łączy z istniejącymi terapiami FMT?

Przeszczep mikrobiomu kałowego jest już zatwierdzony medycznie w USA do leczenia uporczywego zakażenia bakterią Clostridium difficile. Doświadczenie kliniczne pokazuje, że jest to stosunkowo bezpieczna procedura w zatwierdzonym wskazaniu. Rozszerzenie na wskazanie "przeciwstarzeniowe jelita" będzie wymagać starannie zaprojektowanych badań klinicznych, ale infrastruktura regulacyjna i techniczna już istnieje.

Co można zrobić dzisiaj

Do czasu badań na ludziach, oto interwencje, które mają dowody na poprawę mikrobiomu:

• Różnorodne błonniki pokarmowe (owoce, warzywa, rośliny strączkowe, pełne ziarna), co najmniej 25-30 gramów dziennie
• Fermentowane produkty spożywcze (jogurt, kiszona kapusta, kimchi, kefir) codziennie
• Ograniczenie antybiotyków tylko wtedy, gdy są naprawdę potrzebne (usuwają dobre bakterie)
• Unikanie przetworzonych cukrów, które zmieniają skład mikrobiomu
• Wysokiej jakości sen. Mikrobiom jest pod wpływem zegara biologicznego

Główny wniosek z badania: wasze starzenie się nie jest tylko wasze. Jest dzielone ze 100 bilionami bakteryjnych partnerów, których nosicie w jelicie. Dbajcie o nich, a oni będą dbać o wasze jelito.