Ученые составили подробную «карту» кишечника

Исследователи из США секвенировали гены в разных клетках кишечника человека. Впервые лаборатория использовала целые человеческие желудочно-кишечные тракты от трех доноров, чтобы показать, как различаются типы клеток в разных областях кишечника, пролить свет на клеточные функции и показать различия в экспрессии генов.

Эта работа опубликована в журнале Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology, кратко о ней пишет EurekAlert.

Ученые изучали эпителий: одноклеточный слой, выстилающий внутреннюю часть кишечника. Они выделили тысячи отдельных клеток из тонкой и толстоой кишки для создания своеобразного атласа.

Использовались органы, предназначенные для трансплантации, если на них не претендовали пациенты. Лаборатория получала неповрежденные кишечные тракты длиной от 4,5 до 9 метров через шесть-восемь часов после извлечения. Ученые выделяли эпителиальный слой, который представляет собой один длинный кусок ткани толщиной всего в одну клетку. Затем использовали ферменты для расщепления эпителия на отдельные клетки. А после в каждой клетке секвенировали геномы.

Основная проблема такого рода исследований — огромное количество данных. Каждая клетка несет различные комбинации из более чем 20 000 генов человека, которые включаются или выключаются. Это создает почти 140 000 000 точек данных для всех 12 590 клеток, которые изучались в этом исследовании.

«Мы не только описали каждый отдельный тип клеток и каждый отдельный ген, который они экспрессируют, но также рассмотрели их потенциальные функции. Если вы посмотрите на кишечную слизь, которая представляет собой сложную смесь, защищающую клетки, мы покажем, какие клетки экспрессируют различные белки муцина, сколько и в каких областях пищеварительного тракта. Расскажем, где экспрессируются специфические ферменты, которые переваривают пищу. Покажем клетки с экспрессией противовоспалительных генов и гены синапсов, где кишечник, вероятно, связан с нервами, чтобы он мог общаться с остальным телом. Мы подробно рассмотрели, например, аквапорины — белки, участвующие в переносе воды через кишечную мембрану. Мы можем предсказать, какие фармацевтические препараты могут повлиять на какой тип клеток в отдельности», — комментирует Джозеф Бурклафф, один из авторов статьи.

Например, есть класс лекарств для лечения воспалительных заболеваний кишечника. Они предназначены для поражения определенных клеток, которые вызывают воспаление. Но лаборатория выяснила, что некоторые эпителиальные клетки включают те же гены, что и иммунные клетки, которые должны быть мишенью. Это открытие показывает, как могут образоваться побочные эффекты.

Такая тщательная и подробная клеточная карта кишечника поможет сделать действие лекарств максимально точным и снизить количество побочных эффектов.

Болит живот, и все бесит. Главное о синдроме раздраженного кишечника

Как кишечник помогает справляться со стрессом