كيف يحفز السكر المصنوع من البكتيريا تجديد الخلايا الجذعية المعوية؟

اكتشف باحثون في جامعة تورنتو أن البكتيريا يمكن أن تدفع عملية تجديد الخلايا الجذعية لإصلاح بطانة الأمعاء بعد الإصابة، مما يكشف عن طريقة غير متوقعة تساهم بها ميكروبيوم الأمعاء في صحة الإنسان.

وأظهرت الأبحاث السابقة أن مجتمع الميكروبات المعوية لا يؤثر على وظيفة الخلايا الجذعية المعوية في ظل الظروف الصحية الطبيعية.

لكن الباحثين سعوا إلى التحقيق فيما إذا كان الميكروبيوم قادرًا على دعم وظيفة الخلايا الجذعية أثناء إصابة الأمعاء وإصلاحها.

وتمتلك دراستهم، التي نشرت في مجلة Cell Stem Cell، آثارًا على تطور سرطان القولون والمستقيم ومرض التهاب الأمعاء.

الخلايا الجذعية

تتميز الخلايا الجذعية بقدرتها على إنتاج المزيد من نفسها والتحول إلى أنواع مختلفة من الخلايا.

خلال مراحل النمو المبكرة، تتمايز الخلايا الجذعية الجنينية إلى جميع أنواع الخلايا اللازمة لتكوين أعضاء وأنسجة الجسم، لكن دور الخلايا الجذعية لا يتوقف عند هذا الحد.

يقول الباحثون: "أجسامنا بحاجة دائمة لتجديد أنسجتها بسبب التآكل اليومي والإصابات المستمرة، وكبالغين، تنتشر الخلايا الجذعية في جميع أنحاء أجسامنا، بما في ذلك الأمعاء، حيث تتولى الخلايا الجذعية المعوية مسؤولية استبدال بطانة الأمعاء كل بضعة أيام".

تعمل طبقة الخلايا الجذعية المعوية كحاجز يفصل الطعام المهضوم جزئيًا في الفراغ المعوي عن الأنسجة الموجودة أسفله، مما يمنع الميكروبات والسموم والمواد الضارة الأخرى المحتملة من الدخول بينما يسمح بدخول العناصر الغذائية بشكل انتقائي.

تتواجد هذه الخلايا في جزء من بطانة الأمعاء، وهو معقم في ظل ظروف صحية.

ويشير تعرض هذه الخلايا لمخلفات ميكروبية إلى أن ميكروبات ومواد ضارة قد اخترقت الحاجز.

يقول الباحثون: "ستصل البكتيريا إلى مناطق لا ينبغي لها أن تكون فيها، لذا نحتاج إلى تشغيل برنامج دفاع لحماية الخلايا الجذعية لأن هذه هي الخلايا التي تحتاجها للحفاظ على حاجز الأمعاء لديك".

وفي دراستهم التي أجروها على نماذج الفئران والخلايا، وجد الباحثون أن سكرًا فريدًا من نوعه تصنعه البكتيريا يسمى ADP-heptose، يحفز مسار إشارات يتسبب في تدمير الخلايا الجذعية المعوية لنفسها.

أثر فقدان هذه الخلايا الجذعية بشكل مباشر على نمو الأمعاء.

عندما تعرضت العضيات المعوية، وهي نماذج نسيجية مصغرة ثلاثية الأبعاد مزروعة في المختبر، لـADP-heptose، كانت العضيات أصغر حجمًا وافتقرت إلى البنية المعقدة الموجودة في الأنسجة السليمة.

فعّل ADP-heptose أيضًا برنامجًا للخلايا الجذعية المتجددة، مما حفّز خلايا بانيث - وهي نوع من الخلايا المعوية - على العودة إلى حالتها الأصلية.

كانت هذه الخلايا الجذعية المُنعشة أساسيةً في تجديد الخلايا الجذعية المفقودة واستعادة سلامة الحاجز المعوي.

افترض الباحثون أن هذا المسار الوقائي يتخلص بشكل استباقي من الخلايا الجذعية المعوية التي يمكن أن تتضرر بسبب السموم أو الميكروبات ويستبدلها بخلايا جذعية صحية لاستعادة بطانة الأمعاء.

ويشير الباحثون إلى أن البكتيريا يمكن أن تسبب تلف الحمض النووي، والذي - عندما يتراكم - يمكن أن يؤدي إلى الإصابة بالسرطان ومرض التهاب الأمعاء وأمراض أخرى، وهو المجال الذي يرغب في متابعته من خلال العمل في المستقبل.

ويقوم الباحثون أيضًا باستكشاف ما إذا كانت الدفاعات المضادة للفيروسات تلعب دورًا مماثلاً في الحفاظ على بطانة الأمعاء.