NATURE: 23. 11. 2015

Vytvoření střeva ze zkumavky pro výzkumy jeho funkcí

Vědcům z Mnichovské univerzity se podařilo pomocí kmenových buněk vytvořit střevní tkáň. Odebrali vzorek střeva, v tomto případě z myší, ve kterém se nacházejí kmenové buňky. Tyto střevní kmenové buňky pak využili pro vytvoření organoidu, tedy struktury vzniklé z kmenových buněk mající charakter daného orgánu, tj. střeva. Toto jim umožnilo studovat střevní funkce. Jednou z nejdůležitějších je pak vstřebávání nutrientů z potravy do krve. Střevní buňky mají ovšem i hormonální funkci. Známé jsou např. inkrestiny, které pomáhají kontrolovat hladinu krevního cukru, metabolismus tuků i apetit. Někteří obézní či diabetici jsou léčení analogem tohoto hormonu.

Vědci mají nyní jedinečnou možnost sledovat fungování střeva zevnitř. Jimi vytvořený organoid aktivně absorbuje živiny i léky, uvolňuje hormony, dochází k přenosu signálů mezi střevními buňkami aj. Toto umožňuje sledovat a odhalovat transportní mechanismy, kterými se živiny a farmaka dostávají ze střeva a také právě tvorbu hormonů. Např. se studují glukózové či fruktózové transportéry, receptory pro protein podobný glukagonu. Mapuje se jejich umístění, funkce i to, jak se vzájemně ovlivňují. Např. absorpce peptidů posiluje absorpci mnohých peptidomimetických léků včetně antibiotik a ACE inhibitorů, a to díky transportéru PEPT1. Některé receptory na površích střevních buněk pak slouží jako senzory např. pro složky žlučových kyselin slouží receptory GLUT5 a jejich stimulací se zvyšuje produkce GLP-1 (glukagonu podobný protein 1). Receptor pro peptidy PEPT1 pak napomáhá uvolnění inkrestinu. Díky imunofluorescenčnímu barvení vědci dokázali, že tyto hormony se nacházejí v nitrech střevních buněk a jsou po aktivaci receptorů uvolněné.

Tyto poznatky je pak možné využít i v praxi k pochopení mnohých patologických stavů i nalezení možné léčby na ně, v případě GLP-1 a inkrestinu je využití jasné ‒ léčba obezity a diabetu II. Střevní organoid je také možné využít je studiu přestupu léků do organismu či sledování jejich negativního dopadu na střevní sliznici.

Jako další krok hodlají vědci vytvořit týž organoid i z lidských střevních kmenových buněk.

Mini-intestine Grown in a Test Tube for Nutritional Research