Стволовые клетки защищают желудок от бактерий

Слизистые оболочки постоянно подвергаются воздействию бактерий, способных повреждать ДНК клеток хозяина. Повреждённые клетки быстро обновляются, но если повреждение получат долгоживущие стволовые клетки, это может привести к раку. Исследователи из Института биологии инфекций им. Макса Планка и клиники «Шарите» в Берлине обнаружили, что пул желудочных стволовых клеток не только делится, но и активно защищает свою нишу, выделяя антимикробные молекулы.

Исследование сосредоточено на инфекции Helicobacter pylori — бактерии, хронически колонизирующей желудок примерно у половины населения мира и являющейся известной причиной рака желудка. Ранее было показано, что бактерия проникает глубоко к основанию желудочных желёз, где находятся стволовые клетки.

В ответ на инфекцию стромальные клетки соединительной ткани начинают вырабатывать больше фактора R-спондина, который усиливает активность Wnt-пути — ключевого регулятора обновления стволовых клеток. Это приводит к гиперплазии — утолщению слизистой оболочки, типичному для пациентов с гастритом.

Субпопуляция стволовых клеток

Хотя R-спондин снижал количество бактерий, учёные предположили, что не только ускоренное обновление ткани отвечает за этот эффект. Они обнаружили, что субпопуляция стволовых клеток в самом основании железы не реагирует на R-спондин усиленным делением. Вместо этого эти клетки дифференцируются в секреторные и начинают производить антимикробные пептиды, защищая свою нишу от бактериальной атаки.

Когда исследователи усилили способность стромальных клеток производить R-спондин, стволовые клетки после инфекции вырабатывали ещё больше антимикробных пептидов, что полностью очищало железы от бактерий. Это доказывает высокую эффективность производимых соединений.

По словам Томаса Ф. Майера, эти данные подчёркивают, что сама слизистая оболочка является крайне важным местом иммунной защиты. «Стволовая ниша слизистой желудка — и, вероятно, многих других тканей — имеет средства для защиты от бактериальных захватчиков. Вероятно, это важный механизм поддержания генетической целостности взрослых стволовых клеток».

Результаты могут иметь значение и для других заболеваний ЖКТ, например, болезни Крона, которая, как считается, возникает из-за нарушения барьерной функции эпителия. Вероятно, здесь стволовой компартмент также способен контролировать выработку антимикробных веществ.

«Было бы огромной клинической пользой, если бы такие антимикробные вещества можно было использовать в качестве маркеров для выявления пациентов, у которых эта защита нарушена», — добавляет Михаэль Зигаль. Команда продолжит исследовать, как нарушение эпителиальной защиты может играть роль в канцерогенезе.