Istraživači sa Univerziteta Oregon popunjavaju praznine u našem razumevanju formiranja i rasta debelog creva, ključnog dela sistema za varenje, tako što su među prvima primenili moderne alate molekularne biologije u studiji.
Razumevanje kako se formira zdravo debelo crevo može da pruži ključ za lečenje uobičajenih bolesti, od inflamatorne bolesti creva do raka debelog creva. Ipak, neka od poslednjih značajnih istraživanja o razvoju debelog creva sprovedena su pre 30 godina, pre današnje ere molekularne biologije.
Studija UO, nedavno objavljena u American Journal of Phisiologi-Gastrointestinal and Liver Phisiologi, nastavlja tamo gde je to istraživanje stalo, primenjujući najnovije molekularne i genetske alate za izradu mape korak po korak o tome kako se tkivo debelog creva gradi, koristeći miševi kao uzorni organizam.
Studija je jedna od prvih koja je definisala strukturne i molekularne karakteristike debelog creva miša u razvoju tri nedelje nakon rođenja.
Koristeći fluorescentne markere za praćenje aktivnosti matičnih ćelija, građevnih blokova tela, doktorska istraživačica Rejčel Hopton istraživala je formiranje tkiva debelog creva kod miševa, koji su dugo korišćeni kao model za proučavanje gastrointestinalnog sistema kod sisara. Pošto se miševi rađaju bez potpuno razvijenog debelog creva, bila je u mogućnosti da posmatra proces od rođenja do 21 dana kako bi pružila novi uvid u rane faze razvoja debelog creva.
„Nedostaje deo slagalice“, rekao je Hopton. „Želeli smo da mapiramo kako se debelo crevo razvija i u kom vremenskom okviru. Niko to nikada ranije nije uradio.“
Od 1990-ih, većina gastrointestinalnih biologa se fokusirala na tanko crevo, koje je pristupačnije i lakše za proučavanje od debelog creva, koje se ponekad naziva debelo crevo. Ali iako su ova dva organa molekularno slična na mnogo načina, oni imaju različite strukture i uloge u telu, rekla je profesorka biologije Eni Zemper sa UO’s College of Arts and Sciences.
„U svetu biomedicinskih istraživanja, zaista je retkost imati nešto što ranije nije bilo tako detaljno posmatrano, posebno u zajedničkom organu kao što je debelo crevo“, rekao je Zemper, koji je vodio studiju zajedno sa koautorom i laboratorijom. tehničar Nikolas Jahan. „Uzimajući fiziološki pristup čitave životinje, korak po korak, možemo izgraditi model kako se debelo crevo konstruiše.“
Hopton je takođe ispitao ulogu koju protein poznat kao Lrig1 igra u razvoju debelog creva. Protein, koji je prisutan u mnogim ljudskim organima od mozga do kože, deluje kao supresor tumora kod odraslih sprečavajući prekomernu proliferaciju ćelija. Uklanjanjem Lrig1 od nekih miševa, otkrila je da je, za razliku od debelog creva odraslih, debelo crevo u razvoju bilo u stanju da delimično nadoknadi gubitak.
„Ako možete da razumete neke od mehanizama kako se organ razvija, razumećete šta se dešava tokom procesa bolesti i kada se taj organ pokvari“, rekla je ona. „Ne možete da shvatite šta nije u redu dok ne znate šta uopšte mora biti tamo. Ako znamo kako se debelo crevo razvija, potencijalno možemo da koristimo ove informacije da donesemo bolje informisane odluke prilikom lečenja gastrointestinalnih bolesti.“
Pošto je ovo bila prva molekularna studija te vrste, Hopton je morala da osmisli mnoge sopstvene istraživačke tehnike. Na primer, prilagodila je proces genetskog obeležavanja ćelija poznat kao „Brainbov“, koji neuronaučnici koriste za razlikovanje različitih neurona u mozgu, da označi populacije matičnih ćelija u debelom crevu višebojnim fluorescentnim bojama kako bi pratili njihovo ponašanje tokom vremena.
„Morao sam da budem pionir u svemu što sam radio od nule, uključujući i kako da rukujem ovim tkivom u ovim ranijim vremenskim tačkama“, rekao je Hopton. „Debelo crevo je tako, tako malo u poređenju sa tankim crevom, i krhko je. Kako se nosite sa tim a da ne ugrozite uzorak? Cela prva godina bila je pokušaj i greška.“
Hoptonova studija otvara put za dalja istraživanja, postavljajući pitanja o tome kako ćelije rade zajedno da bi formirale tako složen organ, kako mikrookruženje oko debelog creva pomaže da se podrži njegov razvoj i koji su dugoročni uticaji gubitka Lrig1 proteina.
„Postavljamo temelje za više mehaničkih studija o ovom fascinantnom organu u budućnosti“, rekla je Hopton, koja je od tada završila doktorat i sada sprovodi istraživanje creva i mozga za Vazduhoplovstvo SAD kako bi pomogla u poboljšanju ljudskih performansi.
„Mislim da će biti interesantno videti gde će teren posle ovoga“, rekla je ona. „Nadajmo se da će ovo izazvati interesovanje ljudi da se vrate i rade razvojno fokusirane studije debelog creva.“
