Contact presa:

Descărcare media

postul

* Termeni de utilizare:

Imaginile pentru descărcare de pe site-ul web al biroului de știri MIT sunt puse la dispoziția entităților necomerciale, a presei și a publicului larg sub o licență Creative Commons Attribution Non-Commercial No Derivatives. Nu puteți modifica imaginile furnizate, altele decât să le decupați la dimensiune. La reproducerea imaginilor trebuie utilizată o linie de credit; dacă una nu este furnizată mai jos, creditați imaginile la „MIT”.

Imaginea anterioară Imaginea următoare

Pe măsură ce oamenii îmbătrânesc, celulele stem intestinale încep să-și piardă capacitatea de regenerare. Aceste celule stem sunt sursa tuturor celulelor intestinale noi, deci acest declin poate face mai dificilă recuperarea după infecții gastro-intestinale sau alte afecțiuni care afectează intestinul.

Această pierdere legată de vârstă a funcției celulelor stem poate fi inversată printr-un post de 24 de ore, potrivit unui nou studiu al biologilor MIT. Cercetătorii au descoperit că postul îmbunătățește dramatic capacitatea celulelor stem de a se regenera, atât la șoareci în vârstă, cât și la șoareci tineri.

La șoarecii cu post, celulele încep să descompună acizii grași în loc de glucoză, o schimbare care stimulează celulele stem să devină mai regenerative. Cercetătorii au descoperit că ar putea stimula și regenerarea cu o moleculă care activează același comutator metabolic. O astfel de intervenție ar putea ajuta persoanele în vârstă care se recuperează după infecții gastrointestinale sau pacienții cu cancer supuși chimioterapiei, spun cercetătorii.

„Postul are multe efecte în intestin, care includ stimularea regenerării, precum și a utilizărilor potențiale în orice tip de afecțiune care afectează intestinul, cum ar fi infecțiile sau cancerele”, spune Omer Yilmaz, profesor asistent de biologie al MIT, membru al Institutul Koch pentru Cercetarea Integrativă a Cancerului și unul dintre autorii seniori ai studiului. „Înțelegerea modului în care postul îmbunătățește sănătatea generală, inclusiv rolul celulelor stem adulte în regenerarea intestinală, în reparații și în îmbătrânire, este un interes fundamental al laboratorului meu.”

David Sabatini, profesor de biologie al MIT și membru al Institutului Whitehead pentru Cercetări Biomedice și al Institutului Koch, este, de asemenea, autor principal al lucrării, care apare în numărul din 3 mai al Cell Stem Cell.

Acest studiu a furnizat dovezi ca postul induce un schimb metabolic in celulele stem intestinale, de la utilizarea carbohidratilor la arderea grasimilor, spune Sabatini. Interesant este faptul că trecerea acestor celule la oxidarea acizilor grași le-a îmbunătățit semnificativ funcția. Direcționarea farmacologică a acestei căi poate oferi o oportunitate terapeutică de îmbunătățire a homeostaziei tisulare în patologiile asociate vârstei. ”

Autorii principali ai lucrării sunt Whitehead Institute postdoc Maria Mihaylova și Koch Institute postdoc Chia-Wei Cheng.

Stimularea regenerării

Timp de mai multe decenii, oamenii de știință au știut că aportul caloric scăzut este legat de longevitatea sporită la om și la alte organisme. Yilmaz și colegii săi au fost interesați să exploreze modul în care postul exercită efectele sale la nivel molecular, în special în intestin.

Celulele stem intestinale sunt responsabile pentru menținerea mucoasei intestinului, care de obicei se reînnoiește la fiecare cinci zile. Atunci când apare o vătămare sau o infecție, celulele stem sunt esențiale pentru repararea oricăror daune. Pe măsură ce oamenii îmbătrânesc, abilitățile regenerative ale acestor celule stem intestinale scad, așa că intestinul are nevoie de mai mult timp pentru a se recupera.

„Celulele stem intestinale sunt calele de lucru ale intestinului care dau naștere la mai multe celule stem și la toate tipurile diferite de celule diferențiate ale intestinului. În special, în timpul îmbătrânirii, funcția tulpinii intestinale scade, ceea ce afectează capacitatea intestinului de a se repara după deteriorare ”, spune Yilmaz. "În această linie de investigație, ne-am concentrat pe înțelegerea modului în care un post de 24 de ore îmbunătățește funcția celulelor stem intestinale tinere și bătrâne."

După ce șoarecii au postit 24 de ore, cercetătorii au îndepărtat celulele stem intestinale și le-au crescut într-un vas de cultură, permițându-le să determine dacă celulele pot da naștere la „mini-intestine” cunoscute sub numele de organoizi.

Cercetătorii au descoperit că celulele stem de la șoarecii de post și-au dublat capacitatea de regenerare.

„Era foarte evident că postul a avut acest efect cu adevărat imens asupra capacității criptelor intestinale de a forma mai mulți organoizi, care este condusă de celulele stem”, spune Mihaylova. „A fost ceva ce am văzut atât la șoarecii tineri, cât și la șoarecii în vârstă și ne-am dorit cu adevărat să înțelegem mecanismele moleculare care conduc acest lucru.”

Comutator metabolic

Studii suplimentare, inclusiv secvențierea ARN-ului mesager al celulelor stem de la șoarecii care au postit, au relevat că postul induce celulele să treacă de la metabolismul lor obișnuit, care arde carbohidrați, cum ar fi zaharurile, la metabolizarea acizilor grași. Această comutare are loc prin activarea factorilor de transcripție numiți PPAR, care activează multe gene implicate în metabolizarea acizilor grași.

Cercetătorii au descoperit că, dacă opresc această cale, postul nu ar mai putea stimula regenerarea. Acum intenționează să studieze modul în care acest comutator metabolic provoacă celulele stem pentru a-și spori abilitățile de regenerare.

De asemenea, au descoperit că ar putea reproduce efectele benefice ale postului prin tratarea șoarecilor cu o moleculă care imită efectele PPAR. „A fost, de asemenea, foarte surprinzător”, spune Cheng. „Doar activarea unei căi metabolice este suficientă pentru a inversa anumite fenotipuri de vârstă.”

Jared Rutter, profesor de biochimie la Facultatea de Medicină a Universității din Utah, a descris concluziile drept „interesante și importante”.

Aceasta lucrare arata ca postul cauzeaza o schimbare metabolica a celulelor stem care se afla in acest organ si, prin urmare, isi schimba comportamentul pentru a promova diviziunea celulara mai mult. Într-un set frumos de experimente, autorii subversează sistemul provocând acele modificări metabolice fără post și văd efecte similare ”, spune Rutter, care nu a fost implicat în cercetare. Aceasta lucrare se incadreaza intr-un domeniu in crestere rapida, care demonstreaza ca nutritia si metabolismul au efecte profunde asupra comportamentului celulelor si acest lucru poate predispune la boli umane.

Constatările sugerează că tratamentul medicamentos ar putea stimula regenerarea fără a cere pacienților să postească, ceea ce este dificil pentru majoritatea oamenilor. Un grup care ar putea beneficia de un astfel de tratament sunt pacienții cu cancer care primesc chimioterapie, care dăunează adesea celulelor intestinale. De asemenea, ar putea beneficia persoanele în vârstă care suferă de infecții intestinale sau alte tulburări gastro-intestinale care pot deteriora mucoasa intestinului.

Cercetătorii intenționează să exploreze eficacitatea potențială a acestor tratamente și, de asemenea, speră să studieze dacă postul afectează abilitățile regenerative ale celulelor stem din alte tipuri de țesuturi.

Cercetarea a fost finanțată de Institutul Național de Sănătate, Fundația V, un premiu Sidney Kimmel Scholar, un premiu Pew-Stewart Trust Scholar, inițiativa MIT pentru celule stem prin Fundația MIT, programul de cercetare frontieră Koch Institute prin Kathy și Curt Marble Cancer Research Fund, Federația Americană pentru Cercetarea Îmbătrânirii, Fundația Damon Runyon pentru Cercetarea Cancerului, Fundația Caritabilă Robert Black, o bursă postdoctorală Ludwig Institute, un premiu Glenn/AFAR pentru descoperiri în gerontologie și Institutul Medical Howard Hughes.