קבוצה רב-מוסדית של חוקרים בראשות מכון הוברכט והמכון לביולוגיה אנושית של רוש פיתחה אסטרטגיות לזיהוי מווסתים של הפרשת הורמונים במעיים. בתגובה למזון הנכנס, הורמונים אלו מופרשים על ידי תאים נדירים המייצרים הורמונים במעיים וממלאים תפקידי מפתח בניהול העיכול והתיאבון. הצוות פיתח כלים חדשים לזיהוי 'חיישני תזונה' פוטנציאליים בתאים המייצרים הורמונים אלה ולחקור את תפקודם. זה יכול לגרום לאסטרטגיות חדשות להפריע לשחרור ההורמונים הללו ולספק דרכים לטיפול במגוון הפרעות מטבוליות או תנועתיות במעיים. העבודה תוצג במאמר ב מַדָעב-18 באוקטובר.
המעי פועל כמחסום חיוני. הוא מגן על הגוף מפני חיידקים מזיקים ורמות pH דינמיות במיוחד, תוך שהוא מאפשר לחומרים מזינים וויטמינים להיכנס למחזור הדם. המעי הוא גם ביתם של תאים אנדוקריניים, אשר מפרישים הורמונים רבים המווסתים את תפקודי הגוף. תאים אנטרואנדוקריניים אלו (EECs, תאים אנדוקריניים של המעי) הם תאים נדירים מאוד המשחררים הורמונים בתגובה לטריגרים שונים, כגון מתיחה של הקיבה, רמות אנרגיה וחומרי הזנה מהמזון. הורמונים אלה בתורם מווסתים היבטים מרכזיים של הפיזיולוגיה בתגובה למזון הנכנס, כגון עיכול ותיאבון. לפיכך, EECs הם המגיבים הראשונים של הגוף למזון הנכנס, ומדריכים ומכינים את שאר הגוף לקראת מה שמגיע.
תרופות המחקות הורמוני מעיים, המפורסם ביותר GLP-1, מבטיחות מאוד לטיפול במחלות מטבוליות מרובות. מניפולציה ישירה של EECs כדי להתאים את הפרשת ההורמונים יכולה לפתוח אפשרויות טיפוליות חדשות. עם זאת, זה היה מאתגר להבין כיצד ניתן להשפיע ביעילות על שחרור הורמוני המעי. החוקרים התקשו לזהות את החיישנים ב-EECs, מכיוון שה-EECs עצמם מייצגים פחות מ-1% מהתאים באפיתל המעי, ובנוסף החיישנים ב-EECs אלו מתבטאים בכמויות נמוכות. מחקרים נוכחיים מסתמכים בעיקר על מודלים של עכברים, למרות שהאותות אליהם מגיבים EECs של עכברים הם ככל הנראה שונים בהשוואה לאלו אליהם מגיבים EECs אנושיים. לכן נדרשו מודלים וגישות חדשות כדי לחקור את האותות הללו.
תאים אנטרואנדוקריניים באורגנואידים
צוות הוברכט פיתח בעבר שיטות להפקת כמויות גדולות של EECs באורגנואידים אנושיים. אורגנואידים מכילים את אותם סוגי תאים של האיבר ממנו הם נגזרים, ולכן הם שימושיים כדי לחקור את ההתפתחות והתפקוד של תאים כמו EECs. באמצעות חלבון מיוחד Neurogenin-3, החוקרים יכולים ליצור מספר גבוה של EECs.
בעבר, חוקרי הוברכט פיתחו דרך להגדיל את מספר EECs באורגנואידים של המעי. בהתחשב בכך של-EEC יש חיישנים ופרופילי הורמונים שונים באזורים שונים של המעי, חקר התאים הנדירים הללו מחייב את החוקרים לייצר אורגנואידים מועשרים ב-EEC של כל האזורים השונים הללו. במחקר הנוכחי, הצוות הצליח להעשיר EECs באורגנואידים של חלקים אחרים של מערכת העיכול, כולל הקיבה. כמו הקיבה האמיתית, אורגנואידים בקיבה מגיבים לגורמים ידועים לשחרור הורמונים ומפרישים כמויות גדולות של ההורמון גרלין, הנקרא גם 'הורמון הרעב' מכיוון שהוא ממלא תפקיד מפתח באיתות רעב למוח. זה מאשר שניתן להשתמש באורגנואידים אלה כדי לחקור את הפרשת ההורמונים ב-EECs.
חיישני EEC
מאז EECs נדיר, החוקרים נאבקו ליצור פרופיל EECs רבים. במחקר הנוכחי, הצוות זיהה מה שנקרא סמן שטח, הנקרא CD200, על EECs אנושיים. החוקרים השתמשו בסמן פני השטח הזה כדי לבודד מספר רב של EECs אנושיים מאורגנואידים ולחקור את החיישנים שלהם. זה חשף חלבוני קולטן רבים שעדיין לא זוהו ב-EECs. לאחר מכן, הצוות עורר את האורגנואידים באמצעות מולקולות שיפעילו את הקולטנים הללו וזיהה מספר קולטנים תחושתיים חדשים השולטים בשחרור ההורמונים. כאשר הקולטנים הללו הושבתו באמצעות עריכת גנים מבוססת CRISPR, הפרשת הורמונים נחסמה לעתים קרובות.
בעזרת נתונים אלה, החוקרים יכולים כעת לחזות כיצד מגיבים EECs אנושיים כאשר קולטנים חושיים מסוימים מופעלים. הממצאים שלהם סוללים אפוא את הדרך למחקרים נוספים לחקור את ההשפעות של הפעלות קולטן אלו. האורגנואידים המועשרים ב-EEC יאפשרו לצוות לבצע מחקרים גדולים יותר ובלתי משוחדים כדי לזהות מווסתים חדשים של הפרשת הורמונים. מחקרים אלו עשויים להוביל בסופו של דבר לטיפולים במחלות מטבוליות והפרעות תנועתיות במעיים.
