Фото: Белки CFTR (зеленоватый) и FKBP1A (красноватый) – основная мишень продукта Такролимус – в клеточках BEST4+ узкого кишечного тракта. | Лаборатория Магнесса / Мед школа UNC
Существует огромное количество личных различий, когда идет речь о здоровье, к примеру, когда идет речь о побочных эффектах фармацевтических средств. Но как мы различные? В первый раз лаборатория употребляла целые пищеварительные тракты человека от 3-х доноров органов, чтоб показать, как различаются типы клеток во всех областях кишечного тракта, пролить свет на клеточные функции и показать различия в экспрессии генов меж этими клеточками и меж людьми.
Именуемые “кишечным трактом”, толстая и узкая кишка являются отдельными органами с неповторимыми функциями. Просвет кишечного тракта (внутренняя часть кишечного тракта) выстлан эпителиальными клеточками (стволовыми и дифференцированными), которые обновляются каждую недельку и делают огромное количество функций. “Наша лаборатория показала, что можно выяснить функцию всякого типа клеток в таковых принципиальных действиях, как поглощение питательных веществ, защита от паразитов, создание слизи и гормонов, регулирующих поведение при кормлении и подвижности кишечного тракта”, — говорится в заявлении Скотта т. Магнесса, доктора кафедры биомедицинской инженерии UNC-NC и ведущего создателя исследования.
Если физиологические функции различаются вдоль кишечного тракта, то плохо понятно, как полосы различаются по оси узкая кишка-толстая кишка. Не считая того, для определенных областей кишечного тракта не достаточно доноров, и потому анализ эпителия ограничен. “Такое исследование было бы равносильно тому, чтоб глядеть на Соединенные Штаты из вселенной, но учить лишь то, что происходит в Массачусетсе, Оклахоме и Калифорнии”, — продолжил Магнесс.
До сего времени исследователи употребляли биопсии для анализа общих черт типов эпителиальных клеток. В новеньком исследовании они взяли тыщи отдельных клеток из узкой и толстой кишки, а потом исследовали потенциальные роли этих клеток, используя экспрессированные гены.
Проанализировано 12 590 эпителиальных клеток
Исследователи провели полный анализ эпителия кишечного тракта взрослого человека (включая двенадцатиперстную, тощую, подвздошную и восходящую, поперечную и нисходящую ободочную кишку), используя органы 3-х доноров. Поначалу они удалили эпителиальный слой с приобретенных пищеварительных трактов. Потом они употребляли ферменты, чтоб поделить эпителий на отдельные клеточки.
В общей трудности, не наименее 12 590 отдельных эпителиальных клеток от независимо обработанных доноров были оценены для формирования “клеточного атласа”. Команда изучила практически неизученные полосы клеток, такие как клеточки Панета (PCs), BEST4+ клеточки и фолликуло-ассоциированный эпителий.
Джозеф Берклафф, один из создателей исследования, добавил: “Если вы поглядите на пищеварительную слизь, которая представляет собой сложную смесь, которая защищает клеточки, мы покажем, какие клеточки экспрессируют разные белки муцина, в котором количестве и в которых областях пищеварительного тракта. Мы также разглядели, где экспрессируются специальные ферменты, которые переваривают еду”.
Транскриптомика отдельных клеток — либо способ секвенирования — обеспечила беспримерное разрешение функций тканей на клеточном уровне. Этот способ приводит к идентификации активных генов в любом типе клеток, что представляет собой весьма большенный размер данных, и дозволяет найти, как эти генетические различия изменяют клеточную идентичность и функции.
Клеточки были отнесены к 25 группам эпителиальных линий. BEST4+ клеточки показывают различия в созревании меж узкой и толстой кишкой, а клеточки Панета владеют широкой способностью вести взаимодействие с иммунной системой. Дифференциальная экспрессия рецепторов и мишеней для фармацевтических средств меж линиями выявляет разные био варианты и потенциал реакции.
Обработка образцов: выделение отдельных эпителиальных клеток из 6 участков кишечного тракта 3-х доноров (слева) и распределение всех проанализированных клеток по 25 группам эпителиальных линий. Джозеф Берклафф, Р. Джарретт Блитон и др. 2022 г.
Считается, что некие побочные эффекты со стороны желудочно-кишечного тракта соединены с экспрессией генов в эпителиальных клеточках
Исследователи смогли увидеть различия меж типами клеток по всему пищеварительному тракту и даже различные уровни экспрессии генов в одних и тех же типах клеток у 3-х различных людей. Прорыв в осознании того, почему одни люди (а не остальные) проявляют чувствительность к определенным продуктам.
Чтоб прояснить это, Магнесс и его команда разглядели пример препаратов для исцеления воспалительных болезней кишечного тракта, направленных на определенные иммунные клеточки, которые вызывают воспаление. Оказалось, что некие эпителиальные клеточки экспрессируют те же гены, что и иммунные клеточки, на которые ориентировано действие фармацевтических средств. Таковым образом, в эпителиальных клеточках может появиться побочное повреждение “не по предназначению”, что приведет к побочным эффектам. “Почти все лекарства имеют нехорошие побочные эффекты со стороны желудочно-кишечного тракта, и это быть может соединено с тем, что лекарства действуют на отдельные клеточки по всей длине пищеварительного тракта. Мы показываем, где эти сенсоры более выражены и в которых типах клеток”, — добавил Бурклафф.
Источник
Читайте далее:
