Исследовательская группа из Венского медицинского университета впервые продемонстрировала центральную роль макрофагов в обновлении клеток кишечника, что проливает свет на сложное взаимодействие между иммунными клетками и регенерацией тканей. В частности, можно описать, что макрофаги производят метаболиты спермидин и спермин в больших количествах, которые затем приносят пользу другим тканевым клеткам органа.
В результате клеткам тканей больше не нужно самостоятельно производить эти вещества, и они могут лучше выполнять свои функции. Это первое описание «комменсального метаболизма» макрофагов было недавно опубликовано в журнале Cell Metabolism.
Кишечник, который отвечает за переваривание пищи и всасывание питательных веществ, опирается на один слой эпителиальных клеток (поверхностных клеток) для поддержания целостности кишечного барьера. Эти клетки полностью обновляются каждые четыре-семь дней. Этот процесс имеет решающее значение для защиты организма от микробных угроз, поддержания функции кишечника и предотвращения таких заболеваний, как воспалительные заболевания кишечника и рак толстой кишки.
Макрофаги – это иммунные клетки, которые находятся во всех органах тела. Исследовательская группа под руководством Томаса Вейххарта из Венского центра патобиохимии и генетики MedUni и координатора иммунометаболизма SFB обнаружила, что макрофаги в толстой кишке стратегически расположены в непосредственной близости от эпителиальных клеток кишечника.
Исследователи определили важнейший механизм, с помощью которого эти макрофаги поддерживают пролиферацию эпителиальных клеток. Эта метаболическая поддержка была особенно важна в периоды пролиферативного стресса, такого как колит, связанный с воспалением.
Первый автор исследования Стефани Фритч комментирует: «Мы смогли показать, что макрофаги производят большое количество полиаминов спермидина и спермина через сигнальный путь mTORC1». Эти полиамины поглощались эпителиальными клетками, что приводило к переключению их клеточного метаболизма, стимулированию их пролиферации и усилению защитных механизмов.
Спермин, в частности, оказал большое стимулирующее воздействие на пролиферацию клеток толстой кишки. Важно отметить, что активация mTORC1 и выработка полиаминов оказывали защитное действие против воспалительного повреждения кишечника на животных моделях. Полиамины, особенно спермидин, в течение некоторого времени активно исследовались, поскольку исследования показывают, что эти вещества могут продлевать жизнь и замедлять процесс старения.
Макрофаги поддерживают метаболизм других клеток
Это исследование представляет собой сдвиг парадигмы в понимании микроокружения кишечника. В нем впервые макрофаги выделены как «метаболические фабрики», которые поддерживают метаболизм других клеток, что имеет решающее значение для эффективного самообновления кишечного эпителия.
Кроме того, исследование дает представление о потенциальных терапевтических целях при воспалительных заболеваниях кишечника и других расстройствах, связанных с дисфункцией кишечника.
Открывая путь к новым методам лечения регенерации тканей и лечения кишечных заболеваний
Томас Вейххарт говорит: «Благодаря поддержке FWF в рамках этой специальной области исследований эти открытия стали возможными». SFB F83 Иммунометаболизм включает группы из Вены и Граца, которые исследуют метаболическое взаимодействие тканевых клеток и макрофагов. Результаты этого исследования открывают многообещающие возможности для будущих исследований.
Исследователи могут изучить манипулирование метаболической поддержкой, опосредованной макрофагами, как стратегию улучшения регенерации тканей и борьбы с кишечными заболеваниями. Кроме того, дальнейшее исследование роли полиаминов и передачи сигналов mTORC1 в иммунных клетках может выявить новые терапевтические подходы.
«Результаты представляют собой значительный шаг вперед в нашем стремлении лучше понять кишечник и улучшить здоровье человека », — сказал Томас Вейххарт.
Теги: иммунитет, кишечник, регенерация
