Что вы можете узнать, заглянув в кишку плодовой мухи?

Подслушивание «разговоров» между стволовыми клетками кишечника и кишечными бактериями

Новый исследовательский инструмент позволил биологам в режиме реального времени наблюдать за процессом обновления клеток, который поддерживает здоровье кишечной ткани, а также за взаимодействием между бактериальными видами, которые составляют микробиом. Их работа под руководством Люси О’Брайен и К.С. Хуанга из Стэнфордского университета и Уилла Лудингтона Карнеги была недавно опубликована PLOS Biology .

Система, получившая название Bellymount, позволила исследователям заглянуть в живую ткань кишечника плодовой мухи и лучше понять многие сложные процессы, происходящие там.

О’Брайен разработал систему, чтобы понять, как стволовые клетки в желудочно-кишечной системе управляют процессом обновления тканей, который избавляет от больных клеток и заменяет их новыми, здоровыми. Когда этот процесс нарушается – происходит старение. Понимание этого может способствовать развитию точной медицины и направлять развитие регенеративной терапии.

«До сих пор никто не наблюдал, как продвигается процесс обновления кишечника, потому что это происходит в течение многих дней и происходит глубоко внутри тела»,

– объяснил О’Брайен.

Используя Bellymount, исследователи смогли наблюдать координацию стволовых клеток в процессе обновления органов и обнаружили, что скорость, с которой отдельные стволовые клетки генерируют взрослые замещающие клетки, сильно варьируется. До этого никто не видел процесс обновления кишечника в реальном времени.

«Кажется, что каждая стволовая клетка работает в своем собственном темпе,

– говорит ведущий автор из Стэнфорда Лесли Кояма.

Помимо кишечника, Bellymount позволит исследователям шпионить за другими внутренними органами у плодовых мушек, наблюдая, как органы общаются друг с другом во время процессов всего тела.

Это также позволило Лудингтону, который специализируется на понимании взаимодействия между видами в микробиоме, лучше понять, как бактерии кишечника способствуют выполнению многих из его функций, наблюдая за их развитием.

«Bellymount позволяет нам впервые наблюдать динамическое взаимодействие кишечных бактериальных популяций с хозяином»,

– сказал он.

Они обнаружили, что существуют региональные различия в стабильности микробиома, которые фактически имитируют региональность активности стволовых клеток. Некоторые части микробиома постоянно переворачиваются, а другие больше похожи на резервуар.

«Это заставляет задуматься, как кишечные стволовые клетки и кишечные бактерии общаются друг с другом и, возможно, координируют свои действия», – сказал соавтор К.С. Хуанг, также из Стэнфорда. «Теперь у нас есть возможность подслушивать их разговоры».

Исследование: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000567

Вас также может заинтересовать:

Микробная память в кишечнике

Микробная психиатрия