Что происходит в эпителиоцитах кишечника при хронической болезни? Фундаментальные исследования, проводимые на кафедре диетологии и иммунологии в техническом университете Мюнхена решают этот вопрос путем создания новой модели. Митохондрии играют решающую роль в поддержании клеточного гомеостаза, но что происходит, когда важный игрок «программы анти-стресс» в митохондриях выключен? С одной стороны, это приводит к потере стволовых клеток, но с другой стороны, устанавливаются процессы заживления. Пищеварительная система человека занимает площадь около 300 до 500 квадратных метров благодаря наличию многочисленных выступов (ворсинок). Внутренняя кишечная стенка обновляется полностью каждые четыре-пять дней, это процесс, который контролируется стволовыми клетками. Митохондрии это электростанции клетки, получающие энергию во время дыхания, и играющие важную роль в этом процессе. Когда самообновление кишечных эпителиальных клеток прерывается, например, из-за дефектных митохондрий, хроническое воспаление может привести в экстремальным последствиям. "Тогда мы говорим о клеточном стрессе", - объясняет профессор Дирк Халлер, кафедра питания и иммунологии, и директор Института питания и здравоохранения в техническом университете Мюнхена. Если клеточный стресс возникает, то помощники - так называемые шапероны - активируются, чтобы убедиться, что белки, участвующие в процессе обновления правильно залегают в клетках для поддержания гомеостаза слизистой оболочки кишечника. Белок теплового шока (HSP) 60 является одним из этих регуляторов и имеет важное значение для поддержания статуса-кво в митохондриях эпителиоцитов кишечника. Исследование с отключенными белками теплового шока В ходе исследования, недавно опубликованного в Nature сommunications, белок HSP60 был рассмотрен более подробно. Он является компонентом анти-стрессовой системы в клетках. Что происходит, когда этот важнейший регулятор - HSP60 - деактивируется в кишечнике? Как реагируют митохондрии в клетках, когда он отсутствует? С одной стороны, дыхательный объем и уровень клеточной АТФ сокращяются. В то же время, профессор Халлер и его команда наблюдали, что все клетки без HSP60 были подвержены изменениям. Стволовые клетки потеряли способность к самостоятельной регенерации, в то время как окружающие эпителиальные клетки инициировал программу роста. Регенерация ткани за счет индукции среды роста "Реакция на отсутствие HSP60 была потрясающей", - говорит Галлер -- "потому что, хотя стволовые клетки и потеряли свои характерные свойства, стрессорные клетки в кишечной стенке активировали программу роста и привели к гиперпролиферации, что, наконец, закончилось регенерацией ткани." Клетки с поврежденной функцией митохондрий выделили факторы роста как "зов о помощи". С помощью программы реагирования на стресс, они гарантируют, что стволовые клеток, находящиеся с интактными митохондриями активно делятся; затем эти новые, неповрежденные клетки заменяют стрессорные, подчеркнули они. Отсутствие HSP60 привела к созданию сообщения от одной клетки к другой, вызывая ранее неизвестный механизм излечения, который может иметь важное значение после травм или воспаления кишечника. "Это показывает, какую основополагающую роль играет функционирование митохондрий в регулировании обновления ткани кишечника и как они могут способствовать хроническим заболеваниям кишечника", - говорит Халлер о результатах. Следовательно, когда кишечник находится в постоянных воспалительном процессе, или в напряженном состоянии, стволовые клетки постоянно гиперстимулированы, для самовосстановления, а это может способствовать развитию опухолей.