БУТИРАТ И СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ

Стволовые клетки кишечника являются одними из наиболее быстро делящихся клеток в организме, давая начало новым клеткам, постоянно замещающим старые, которые отшелушиваются. Однако в отличие от стволовых клеток в других органах, стволовые клетки кишечника изолированы и находятся в специальных карманах, что позволяет избежать их контакта с метаболитами, продуцируемыми микроорганизмами, заселяющими кишечник.

Один из наиболее значимых метаболитов — бутират — ухудшает пролиферацию стволовых клеток и может ухудшить репарацию поврежденного эпителия кишечника при воспалительных заболеваниях кишечника, таких как Болезнь Крона и колит.
Результаты исследования опубликованы в журнале Cell.
Ученые показали, что в норме стволовые клетки кишечника защищены от воздействия бутирата в связи с тем, что находятся в небольших карманах, называемых криптами Лейберкюна. Но когда кишечник поврежден, бутират способен проникать к стволовым клеткам, ингибируя их пролиферацию.

Бутират ранее исследовался в качестве потенциального средства для лечения воспалительных заболеваний кишечника, однако не доказал свою эффективность, несмотря на противовоспалительные свойства.

Теперь ясно почему: ингибируя пролиферацию стволовых клеток, бутират препятствовал восстановлению выстилки кишечника.
Ученые проанализировали в культурах клеток способность около 100 преобладающих в кишечнике метаболитов усиливать пролиферацию стволовых клеток кишечника. Ни один из метаболитов не обладал такой способностью, в то же время бутират снижал темпы пролиферации стволовых клеток. Однако, когда бутират получали лабораторные мыши, темп пролиферации стволовых клеток кишечника у них не изменялся, вне зависимости от дозы.

Исследователи предположили, что защищать стволовые клетки от воздействия бутирата может структура крипт.
Ученые измерили уровни бутирата на внутренней поверхности кишечника, где расположены бактерии, продуцирующие бутират, и на дне крипт, где находятся стволовые клетки. На дне крипт уровень бутирата был значительно более низким. Более того, было показано, что зрелые клетки эпителия кишечника используют бутират в качестве питательного вещества, что также предотвращает попадание этого метаболита к стволовым клеткам.

При введении бутирата в кишечник рыбок данио, у которых нет крипт, отмечалось замедление пролиферации стволовых клеток. Ученые считают, что поскольку у рыбок данио нет в кишечнике микроорганизмов, продуцирующих бутират, им не нужен механизм, защищающих стволовые клетки кишечника от этого метаболита.

Перевод: Мария Иванова