Az őssejtekhez kapcsolódó bizonyos metabolitok az úgynevezett bélmolekulákban működnek
Az MIT biológusai felfedezték a ketogén vagy zsírban gazdag étrend váratlan hatását: kimutatták, hogy a ketontestek magas szintje, a zsír lebontásával előállított molekulák, amelyek elősegítik a felnőtt őssejtek nagy mennyiségének fenntartását, kulcsfontosságúak ami egészségesen tartja a bélnyálkahártyát.
A kutatók azt is megállapították, hogy a bél őssejtjei magas zsírtartalmú étrend hiányában is abnormálisan magas mennyiségű ketontestet termelnek. Ezek a ketontestek aktiválnak egy ismert jelátviteli utat, amelyet a bevágásnak hívnak, és amelyről korábban kimutatták, hogy segít szabályozni az őssejtek differenciálódását.
"A ketontestek az egyik első példa arra, hogy egy metabolit hogyan jeleníti meg az őssejt sorsát a bélben" - mondja Omer Yilmaz, az Iron and Chang karrierfejlesztési biológiai egyetemi docense, az MIT Koch Integratív Rákkutató Intézetének tagja. „Ezek a keton testek, amelyekről általában azt gondolják, hogy a táplálkozási stressz idején kritikus szerepet játszanak az energia fenntartásában, működtetik a Notch utat az őssejtek működésének javítása érdekében. A keton testszintjének és a különböző táplálkozási állapotoknak vagy étrendnek a változása lehetővé teszi az őssejtek alkalmazkodását a különböző játékokhoz. "
Az egerekkel végzett vizsgálat során a kutatók azt találták, hogy a ketogén étrend regeneratív lendületet adott a bél őssejtjeinek, amely jobban fel tudta gyógyulni a bélbélés károsodásából, összehasonlítva a normál étrendben lévő egerek őssejtjeivel.
Yilmaz a tanulmány vezető szerzője, amely a Cell augusztus 22-i számában jelent meg. Chia Wei Cheng, az MIT posztdoktora a lap vezető szerzője.
Váratlan szerep
A felnőtt őssejtek, amelyek sokféle sejttípusra differenciálhatók, a test szöveteiben találhatók. Ezek az őssejtek különösen fontosak a belekben, mert a bélbélés néhány naponta cserélődik. A Yilmaz laboratóriuma korábban kimutatta, hogy az éhezés növeli az őssejtek működését idős egerekben, a magas zsírtartalmú étrend stimulálhatja az őssejtpopulációk gyors növekedését a belekben.
Ebben a tanulmányban a kutatók meg akarták vizsgálni az anyagcsere lehetséges szerepét a bél őssejtjeinek működésében. A génexpressziós adatok elemzésével Cheng felfedezte, hogy a ketontestek előállításában szerepet játszó enzimek nagyobb mennyiségben vannak jelen a bél őssejtjeiben, mint más típusú sejtekben.
Nagyon zsíros étrend fogyasztása esetén a sejtek ezeket az enzimeket használják fel a zsír ketontestekké bontására, amelyet a szervezet szénhidrát hiányában üzemanyagként használhat fel. Mivel azonban ezek az enzimek annyira aktívak a bél őssejtjeiben, ezeknek a sejteknek rendellenesen magas a ketonszintjük a testben még normál étrend fogyasztása esetén is.
Meglepetésükre a kutatók azt találták, hogy a ketonok stimulálják a Notch jelátviteli utat, amelyről ismert, hogy kritikus fontosságú az őssejtfunkciók szabályozásában, például a sérült szövet regenerálásában.
"A bél őssejtjei önmaguk által generálhatják a ketontesteket, és Ön fenntarthatja saját szárát azáltal, hogy finomhangol egy vezetékes evolúciós utat, amely ellenőrzi a sejtek származását és sorsát" - mondja Cheng.
Az egerekben a kutatók kimutatták, hogy a ketogén étrend fokozza ezt a hatást, és az ilyen étrendet alkalmazó egerek jobban képesek regenerálni az új bélszövetet. Amikor a kutatók az egereket magas cukortartalmú étrenddel etették, az ellenkező hatást látták: mind a ketontermelés, mind az őssejtek működése csökkent.
Őssejt funkció
A tanulmány segít megválaszolni Yilmaz korábbi munkájának néhány kérdését, amely azt mutatja, hogy az éhezés és a magas zsírtartalmú étrend egyaránt javítja a bél őssejtjeinek működését. Az új bizonyítékok arra utalnak, hogy a ketogenezis stimulálása bármilyen típusú étrenddel, amely korlátozza a szénhidrátbevitelt, elősegíti az őssejtek szaporodását.
"A ketontestek az éhezés időszakában erősen indukálódnak a bélben, és fontos szerepet játszanak az őssejt-aktivitás fenntartásának és fokozásának folyamatában" - mondja Yilmaz. „Ha az élelmiszer nem áll rendelkezésre könnyen, előfordulhat, hogy a bélnek fenn kell tartania az őssejtek működését, így amikor a tápanyagok megtelnek, nagyon aktív őssejtekből álló készlet áll rendelkezésére, amelyek képesek újratelepíteni a sejtek sejtjeit. Bél. "
Az eredmények arra utalnak, hogy a ketogén étrend fokozza a keton testtermelését a bélben, ami hasznos lehet a bélbélés károsodásának helyreállításában, amely rákos betegeknél sugárkezelés vagy kemoterápiás kezelés alatt jelentkezhet - mondja Yilmaz.
A kutatók most azt tervezik megvizsgálni, hogy más típusú szövetekben lévő felnőtt őssejtek használják-e keton testeket működésük szabályozásához. Kulcsfontosságú kérdés, hogy a keton által kiváltott őssejt-aktivitás megzavarhatja-e a rák kialakulását, mivel bizonyítékok vannak arra, hogy a daganatok, amelyek a belekben és más szövetekben keletkeznek, őssejtekből származnak.
"Ha egy beavatkozás hajtja végre az egyes sejtek eredetének azonosítására szolgáló sejtpopuláció őssejt-proliferációját, növelheti-e egy ilyen beavatkozás a rák kockázatát? Ezt meg akarjuk érteni "- mondja Yilmaz. "Milyen szerepet játszanak ezek a ketontestek a daganatképződés korai szakaszában, és túlságosan is képesek vezetni ezt az utat, akár étrend, akár kis molekula utánzó szerek, a rák kialakulásának hatásai révén?" Csak nem tudjuk a választ ezekre a kérdésekre. "