Mengungkap mekanisme dasar pembaharuan diri dan diferensiasi sel induk usus – ScienceDaily

Mengungkap mekanisme dasar pembaharuan diri dan diferensiasi sel induk usus – ScienceDaily


Usus memainkan peran sentral dalam pengaturan metabolisme tubuh dan disfungsi tersebut dikaitkan dengan berbagai penyakit, seperti obesitas, diabetes, kolitis, dan kanker kolorektal yang menyerang jutaan orang di seluruh dunia. Menargetkan disfungsi endokrin pada tahap awal dengan merangsang pembentukan sel enteroendokrin spesifik dari sel induk usus dapat menjadi pendekatan regeneratif yang menjanjikan untuk terapi diabetes. Namun, untuk ini, pemahaman terperinci tentang hierarki garis keturunan sel induk usus dan sinyal yang mengatur perekrutan berbagai jenis sel usus sangat penting.

Heiko Lickert dan kelompok risetnya telah menerima tantangan ini. Lickert adalah direktur Institut Diabetes dan Penelitian Regenerasi di Helmholtz Zentrum München, profesor biologi sel beta di Universitas Teknik Munich (TUM) dan anggota Pusat Penelitian Diabetes Jerman (DZD). Berikut ini, Lickert dan penulis pertama Anika Böttcher berbicara tentang makalah terbaru mereka tentang mekanisme dasar fungsi sel induk usus yang diterbitkan di Biologi Sel Alam.

Mengapa usus sangat penting untuk penelitian kesehatan?

Heiko Lickert: Sebagai pencernaan tubuh dan sistem endokrin terbesar, usus merupakan pusat pengaturan energi dan homeostasis glukosa. Fungsi usus dilakukan oleh sel-sel khusus yang secara konstan dihasilkan dan diperbarui setiap 3-4 hari dari sel induk usus. Misalnya, apa yang disebut sel enteroendokrin menghasilkan lebih dari 20 jenis hormon yang memberi sinyal ke otak dan pankreas untuk mengatur misalnya nafsu makan, asupan makanan, pengosongan lambung dan sekresi insulin dari sel beta pankreas. Fungsi usus penting lainnya diberikan oleh apa yang disebut sel Paneth yang menghasilkan defensins dan melindungi dari serangan patogen. Akibatnya, tidak mengherankan jika disfungsi usus dikaitkan dengan berbagai penyakit, seperti peradangan kronis, kanker kolorektal dan diabetes, yang menyerang jutaan orang di seluruh dunia.

Apa temuan terpenting dalam penelitian terbaru Anda tentang sel induk usus?

Anika Böttcher: Kami meningkatkan pemahaman kami tentang bagaimana sel induk usus terus-menerus memperbarui dan memunculkan jenis sel khusus dengan resolusi sel tunggal yang belum pernah terjadi sebelumnya. Dengan demikian, kami sekarang dapat mendeskripsikan populasi leluhur potensial untuk setiap sel usus dan kami telah menunjukkan bahwa untuk setiap garis keturunan sel punca usus memunculkan nenek moyang garis keturunan yang tidak berpotensi. Selain itu, kami mengidentifikasi jalur sinyal relung sel induk usus tertentu (disebut jalur polaritas sel Wnt / planar) yang mengatur keputusan pembaruan dan garis keturunan sel induk usus. Ini sangat penting, karena kita tahu bahwa sel induk usus dapat memperbarui dan mempertahankan fungsi usus dan jaringan penghalang tanpa batas waktu. Itu adalah 6 meter epitel dan lebih dari 100 juta sel dihasilkan setiap hari pada manusia! Selain itu, sel-sel ini berdiferensiasi menjadi setiap jenis sel tunggal. Oleh karena itu, risiko kegagalan dalam proses pembaruan diri atau spesifikasi garis keturunan ini untuk mengakibatkan penyakit kronis cukup tinggi.

Menggunakan istilah yang lebih teknis, kami dapat menggambarkan pohon garis keturunan sel induk usus rinci dan mengidentifikasi sinyal relung baru. Untuk mendapatkan hasil terobosan tersebut, kami mengintegrasikan pelabelan garis keturunan yang diselesaikan waktu dari garis keturunan usus langka menggunakan garis tikus reporter yang berbeda dengan analisis ekspresi gen sel tunggal dan sel induk yang ditargetkan untuk membedah keputusan garis keturunan sel induk usus. Bersama dengan tim ahli biologi komputasi Fabian Theis di Helmholtz Munich dan TUM, kami membuat profil 60.000 sel usus. Untuk menganalisis kumpulan data ini, kami memanfaatkan teknik pembelajaran mesin yang baru dikembangkan untuk secara otomatis mengidentifikasi garis keturunan yang bercabang dan faktor utama yang berkontribusi dalam ruang ekspresi gen. Penemuan ini dapat diterapkan secara luas dan sama pentingnya untuk kanker, radang dan kolitis serta obesitas dan diabetes.

Bagaimana pengetahuan baru ini dapat diterjemahkan ke dalam pendekatan terapeutik?

Heiko Lickert: Studi ini menantang paradigma saat ini dan kami meningkatkan pemahaman kami tentang pembaruan diri sel induk usus, heterogenitas, dan rekrutmen garis keturunan. Kita dapat menggunakan pengetahuan dasar ini untuk memetakan apa yang terjadi pada alokasi dan diferensiasi garis keturunan sel induk usus selama penyakit kronis. Pemahaman dari hal ini akan menempatkan kita pada tempat untuk mengembangkan terapi khusus untuk penyakit ini dengan menargetkan nenek moyang keturunan misalnya untuk meregenerasi pembentukan sel spesifik yang hilang selama perkembangan penyakit atau untuk mengidentifikasi dan memberantas sel induk kanker usus. Secara khusus, di institut kami, kami akan memfokuskan upaya kami pada diabetes.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Toto SGP

Author Image
adminProzen