Молодий кишечник у старому кишечнику: дослідження виявляє, що трансплантація молодих бактерій омолоджує стовбурові клітини

Коли кажуть "стовбурові клітини", люди думають про лабораторію та дорогі ін'єкції. Але у вас є стовбурові клітини, які працюють 24/7, просто ви не знали: стовбурові клітини кишечника. Вони оновлюють ваші слизові оболонки кожні 4-5 днів. З віком вони зупиняються. Нове дослідження, опубліковане в Stem Cell Reports, пропонує несподіване рішення: замінити бактерії, що їх оточують.

Проблема: коли кишечник перестає оновлюватися

Слизові оболонки кишечника — це тканина, яка оновлюється найшвидше в організмі. Ваші стовбурові клітини кишечника щодня виробляють мільярди нових дочірніх клітин, які замінюють старі. З віком цей механізм сповільнюється. Результат: погане засвоєння поживних речовин, повільне загоєння травм кишечника та зниження здатності тканини до регенерації.

Що змушує стовбурові клітини кишечника "лінуватися" з віком? Одна теорія стверджувала, що це внутрішній процес самої клітини. Але команда проф. Хартмута Гайгера, директора Інституту молекулярної медицини в Університеті Ульма в Німеччині, та його партнерів у Cincinnati Children's Hospital, думали інакше. Вони запитали, чи клітинне середовище, і зокрема бактерії в кишечнику, є частиною проблеми.

Експеримент: заміна бактерій

Команда взяла старих мишей і перенесла їм мікробіом від молодих здорових мишей у процесі, який називається FMT (Fecal Microbiota Transfer). Після того, як мікробіом старих мишей став "молодшим", вони перевірили функцію стовбурових клітин кишечника та експресію їхніх генів.

Результати здивували команду:

• Експресія генів у стовбурових клітинах повернулася до молодого функціонування: рівні генів Ascl2 та Lgr5 у криптах (crypts) та стовбурових клітинах підвищилися до рівнів, що імітують молодих мишей
• Активність поділу в криптах кишечника (мітоз) посилилася, тобто стовбурові клітини знову почали виробляти нові клітини з молодшою швидкістю
• Регенеративна функція стовбурових клітин відновилася, а одужання від пошкодження слизової оболонки кишечника значно прискорилося

"Молодший мікробіом здатний стимулювати старіючий кишечник швидше загоюватися та функціонувати більше як молодий кишечник", підсумував проф. Гайгер.

Як бактерії "омолоджують" стовбурові клітини?

Команда розкрила молекулярний механізм. Молоді стовбурові клітини покладаються на канонічний WNT-сигналінг, який проходить через білок під назвою Ascl2, механізм, що підтримує стовбурові клітини активними та такими, що діляться. З віком зміна складу бактерій у кишечнику послаблює цей WNT-сигналінг через Ascl2, тому здатність стовбурових клітин до регенерації знижується.

Найбільш несподіване відкриття стосується бактерії Akkermansia muciniphila, бактерії, яку зазвичай вважають корисною. Команда виявила, що саме її високі рівні, які зростають з віком, пригнічують WNT-сигналінг, опосередкований Ascl2 у стовбурових клітинах, і таким чином шкодять регенерації слизової оболонки старого кишечника. Іншими словами: старіюче бактеріальне середовище змінює сигнали, які отримують стовбурові клітини, а заміна його на молодий мікробіом відновлює WNT-сигналінг та нормальну функцію.

Важливо: досі йдеться про мишей

Команда попереджає, що до застосування на людях ще далеко. Відкриті питання:

1. Чи відбудеться той самий ефект у людському кишечнику, який набагато складніший?
2. Які конкретні бактерії відповідають за ефект? (Якщо ми дізнаємося, можна розробити капсулу замість FMT)
3. Яке правильне дозування? Як довго триває ефект?
4. Чи це безпечно для літніх людей з ослабленою імунною системою?

Як це пов'язано з існуючими методами лікування FMT?

Трансплантація фекального мікробіому вже схвалена медично в США для лікування стійкої інфекції бактерією Clostridium difficile. Клінічний досвід показує, що це відносно безпечна процедура в схвалених випадках. Розширення на показання "антивікове старіння кишечника" вимагатиме ретельних клінічних випробувань, але регуляторна та технічна інфраструктура вже існує.

Що можна зробити сьогодні

До проведення випробувань на людях, ось втручання, які мають докази покращення мікробіому:

• Різноманітні харчові волокна (фрукти, овочі, бобові, цільні зерна), щонайменше 25-30 грамів на день
• Ферментовані продукти (йогурт, квашена капуста, кімчі, кефір) щодня
• Обмеження антибіотиків лише за справжньої необхідності (вони знищують корисні бактерії)
• Уникнення оброблених цукрів, які змінюють склад мікробіому
• Якісний сон. Мікробіом залежить від біологічного годинника

Великий висновок із дослідження: ваше старіння — це не лише ваше. Воно спільне зі 100 трильйонами бактеріальних партнерів, яких ви носите в кишечнику. Піклуйтеся про них, і вони піклуватимуться про ваш кишечник.