Ein gesunder Darm kann durchaus von der Aufrechterh altung eines komplexen Sign altanzes zwischen Immunzellen und den Stammzellen abhängen, die den Darm auskleiden. Wissenschaftler des Buck-Instituts berichten jetzt über wichtige neue Erkenntnisse darüber, wie diese komplexen Wechselwirkungen die Darmregeneration nach einer bakteriellen Infektion steuern. Es ist ein Tanz, der nach einer Herausforderung für die Reparatur sorgt, aber auch bei alternden Fruchtfliegen schief geht - die Arbeit bietet somit wichtige neue Hinweise auf die möglichen Ursachen altersbedingter menschlicher Krankheiten wie Reizdarmsyndrom, Leaky Gut und Darmkrebs.
"Wir haben eine sehr komplexe Signalinteraktion analysiert", sagte der leitende Wissenschaftler und Buck-Fakultät Dr. Heinrich Jasper. „Damit haben wir zeitlich eindeutig eine Rolle für das Immunsystem sowohl bei der Initiierung des Regenerationsprozesses als auch bei dessen Absch altung etabliert – Aktivitäten, die für die Aufrechterh altung der Gewebehomöostase unerlässlich sind.“
Bei der Veröffentlichung in der Vorab-Online-Ausgabe von Nature Cell Biology vom 25. Mai zeigen Forscher im Jasper-Labor, dass die Makrophagen-ähnlichen Hämozyten (die das zelluläre Immunsystem von Fliegen bilden) nach einer Schädigung in den Darm von Drosophila gelangen. Die Hämozyten sezernieren den Wachstumsfaktor Dpp (ein Homolog von BMP, das viele Funktionen hat, einschließlich der Kontrolle der Mobilität, Differenzierung und Invasivität normaler Zellen), und setzen den Regenerationsprozess in Gang, indem sie spezifische Rezeptoren in Stammzellen aktivieren. In einer faszinierenden Wendung sch alten Stammzellen ihre Reaktion auf Dpp mitten in der regenerativen Reaktion um, indem sie andere Dpp-verwandte Rezeptoren einsch alten, die wiederum die Stammzellen anweisen, in einen ruhenden oder stillen Zustand zurückzukehren. Jasper sagt, es sei ein Balanceakt, der sowohl Heilung ermöglicht als auch übermäßige Zellproliferation verhindert, die zu präkanzeröser Dysplasie führen könnte. „Die zeitliche Abfolge der Zellinteraktionen während der verletzungsinduzierten Regeneration ist erst ansatzweise verstanden“, sagt Jasper. "Das richtige Timing dieser Interaktionen kann der Schlüssel zur Aufrechterh altung eines gesunden Darms sein."
Jasper sagt, dass das Altern es für die Stammzellen schwieriger macht, zwischen Proliferation und Ruhe zu wechseln, und dass Fliegen an altersbedingten Darmfunktionsstörungen leiden, die denen von Menschen ähnlich sind. Jasper sagt, wenn die Fliegen jung sind, können sie Infektionen abwehren und Gewebe reparieren, aber dass die kumulative Wirkung von Schäden über ein Leben einen Tribut fordert – die Signalübertragung geht schief und Stammzellen werden chronisch aktiviert, was zu Entzündungen und Dysplasien führt das Tier anfälliger für Infektionen und Funktionsstörungen. „Das ist ein weiteres klassisches Beispiel dafür, ‚was in der Jugend gut für uns ist, wendet sich mit dem Alter gegen uns‘“, sagte Jasper.„Wenn wir an Interventionen denken, müssen wir den idealen Punkt finden. Wir wollen die Reparatur und Regeneration von Stammzellen fördern, ohne dass diese Reaktionen chronisch aktiviert werden.“
"In diesem Fall haben wir eine Rolle für makrophagenähnliche Zellen bei der Beeinflussung der Gewebehomöostase sowohl während der Infektion als auch während des Alterungsprozesses festgestellt", sagte Jasper. „Makrophagen sind eindeutig ein Ziel für eine Reihe altersbedingter Krankheiten – wir müssen ihre Funktion besser verstehen. Dies ist ein wesentlicher Schritt in diesem Prozess.“
