Молодой кишечник в старом кишечнике: исследование показывает, что пересадка молодых бактерий омолаживает стволовые клетки

Когда говорят "стволовые клетки", люди думают о лаборатории и дорогих инъекциях. Но у вас есть стволовые клетки, работающие 24/7, просто вы не знали: стволовые клетки кишечника. Они обновляют ваши слизистые оболочки каждые 4-5 дней. С возрастом они замедляются. Новое исследование, опубликованное в Stem Cell Reports, предлагает удивительное решение: заменить окружающие их бактерии.

Проблема: когда кишечник перестает обновляться

Слизистые оболочки кишечника — это ткань, которая обновляется быстрее всего в организме. Стволовые клетки вашего кишечника ежедневно производят миллиарды новых дочерних клеток, заменяющих старые. С возрастом этот механизм замедляется. Результат: плохое усвоение питательных веществ, медленное восстановление после травм кишечника и снижение способности ткани к регенерации.

Что заставляет стволовые клетки кишечника "лениться" с возрастом? Одна теория утверждала, что это внутренний процесс самой клетки. Но команда проф. Хартмута Гейгера, директора Института молекулярной медицины Университета Ульма в Германии, и его партнеры из Cincinnati Children's Hospital, думали иначе. Они задались вопросом, не является ли клеточная среда, и в частности бактерии кишечника, частью проблемы.

Эксперимент: замена бактерий

Команда взяла старых мышей и перенесла им микробиом от здоровых молодых мышей в процессе, называемом FMT (Fecal Microbiota Transfer). После того как микробиом старых мышей стал "моложе", они проверили функцию стволовых клеток кишечника и экспрессию их генов.

Результаты удивили команду:

• Экспрессия генов в стволовых клетках вернулась к молодому функционированию: уровни генов Ascl2 и Lgr5 в криптах и стволовых клетках повысились до уровней, имитирующих молодых мышей
• Активность деления в криптах кишечника (митоз) усилилась, то есть стволовые клетки снова начали производить новые клетки с более молодым темпом
• Регенеративная функция стволовых клеток восстановилась, и восстановление после повреждения слизистой оболочки кишечника значительно ускорилось

"Более молодой микробиом способен стимулировать стареющий кишечник к более быстрому восстановлению и функционированию больше как молодой кишечник", — резюмировал проф. Гейгер.

Как бактерии "омолаживают" стволовые клетки?

Команда раскрыла молекулярный механизм. Молодые стволовые клетки полагаются на канонический сигналинг WNT, который проходит через белок под названием Ascl2, механизм, поддерживающий стволовые клетки активными и делящимися. С возрастом изменение состава бактерий в кишечнике ослабляет этот сигналинг WNT через Ascl2, и поэтому способность стволовых клеток к регенерации снижается.

Самый удивительный вывод касается бактерии Akkermansia muciniphila, бактерии, которая обычно считается полезной. Команда обнаружила, что именно ее высокие уровни, которые увеличиваются с возрастом, подавляют сигналинг WNT, опосредованный Ascl2 в стволовых клетках, тем самым нарушая регенерацию слизистой оболочки старого кишечника. Другими словами: взрослая бактериальная среда изменяет сигналы, которые получают стволовые клетки, и ее замена на молодой микробиом восстанавливает сигналинг WNT и нормальное функционирование.

Важно: пока что речь идет о мышах

Команда предупреждает, что до применения у людей еще далеко. Открытые вопросы:

1. Произойдет ли тот же эффект в человеческом кишечнике, который гораздо сложнее?
2. Какие конкретные бактерии ответственны за эффект? (Если мы узнаем, можно будет разработать капсулу вместо FMT)
3. Какова правильная дозировка? Как долго будет стабильным эффект?
4. Безопасно ли это для пожилых людей с ослабленной иммунной системой?

Как это связано с существующими методами лечения FMT?

Пересадка фекального микробиома уже одобрена медициной в США для лечения устойчивой инфекции бактерией Clostridium difficile. Клинический опыт показывает, что это относительно безопасная процедура в одобренном состоянии. Расширение на показание "антивозрастной терапии кишечника" потребует тщательных клинических испытаний, но регуляторная и техническая инфраструктура уже существует.

Что можно сделать сегодня

Пока не будут проведены испытания на людях, вот вмешательства, которые имеют доказательства улучшения микробиома:

• Разнообразные пищевые волокна (фрукты, овощи, бобовые, цельнозерновые), не менее 25-30 г в день
• Ферментированные продукты (йогурт, квашеная капуста, кимчи, кефир) ежедневно
• Ограничение антибиотиков только при реальной необходимости (они уничтожают полезные бактерии)
• Избегание обработанных сахаров, которые изменяют состав микробиома
• Качественный сон. Микробиом зависит от биологических часов

Главный вывод из исследования: ваше старение — это не только ваше. Оно разделено с 100 триллионами бактериальных партнеров, которых вы носите в кишечнике. Заботьтесь о них, и они позаботятся о вашем кишечнике.