Οι ερευνητές του MIT ανακάλυψαν ότι ένα φυσικό αμινοξύ που βρίσκεται σε πολλές τροφές πλούσιες σε πρωτεΐνες μπορεί να βοηθήσει το έντερο να επανορθωθεί μετά από βλάβη. Σε μια νέα μελέτη, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η κυστεΐνη μπορεί να ενεργοποιήσει μια ανοσολογική απόκριση που αυξάνει τα βλαστοκύτταρα του εντέρου και βοηθά στην αναγέννηση του ιστού στο λεπτό έντερο.
Τα αποτελέσματα, τα οποία παρατηρήθηκαν σε ποντίκια, μπορεί τελικά να οδηγήσουν σε νέους τρόπους μείωσης της εντερικής βλάβης που προκαλείται από ακτινοθεραπεία και χημειοθεραπεία. Οι τροφές ή τα συμπληρώματα πλούσια σε κυστεΐνη μπορεί μια μέρα να βοηθήσουν τους καρκινοπαθείς να αναρρώσουν πιο γρήγορα από τραυματισμούς που σχετίζονται με τη θεραπεία, λένε οι ερευνητές.
«Η έρευνα υποδηλώνει ότι εάν δώσουμε σε αυτούς τους ασθενείς μια διατροφή πλούσια σε κυστεΐνη ή ένα συμπλήρωμα κυστεΐνης, ίσως μπορέσουμε να μειώσουμε τον τραυματισμό που προκαλείται από τη χημειοθεραπεία ή την ακτινοβολία», δήλωσε ο Omar Yilmaz, διευθυντής του MIT Stem Cell Initiative, αναπληρωτής καθηγητής βιολογίας στο MIT και μέλος του Ινστιτούτου Έρευνας για τον Καρκίνο του Ινστιτούτου. «Η ομορφιά εδώ είναι ότι δεν χρησιμοποιούμε ένα συνθετικό μόριο· απορροφούμε μια φυσική διατροφική ένωση».
Έρευνα, δημοσιευμένη η φύσηΠρώτα να προσδιορίσουμε ένα μεμονωμένο θρεπτικό συστατικό ικανό να προάγει άμεσα την αναγέννηση των εντερικών βλαστοκυττάρων. Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι μεγαλύτερα διατροφικά μοτίβα, όπως η νηστεία ή ο περιορισμός των θερμίδων, μπορούν να επηρεάσουν τη δραστηριότητα των βλαστοκυττάρων, αλλά οι επιστήμονες δεν έχουν εντοπίσει μια συγκεκριμένη θρεπτική ουσία υπεύθυνη για μια τέτοια απόκριση επισκευής.
Πώς η κυστεΐνη ενεργοποιεί την εντερική αποκατάσταση
Ο Yilmaz και η ομάδα του ήθελαν να κατανοήσουν καλύτερα πώς επηρεάζουν μεμονωμένα θρεπτικά συστατικά την υγεία των βλαστοκυττάρων και των ιστών. Για τη διερεύνηση, οι ερευνητές τάισαν σε ποντίκια μια διατροφή πλούσια σε 20 διαφορετικά αμινοξέα, τα δομικά στοιχεία της πρωτεΐνης. Στη συνέχεια μέτρησαν πώς κάθε αμινοξύ επηρέασε την αναγέννηση στα βλαστοκύτταρα του εντέρου.
Από όλα τα αμινοξέα που δοκιμάστηκαν, η κυστεΐνη παρήγαγε τις ισχυρότερες αναγεννητικές επιδράσεις τόσο στα βλαστοκύτταρα όσο και στα προγονικά κύτταρα, τα οποία τελικά γίνονται ενήλικα κύτταρα του εντέρου.
Οι ερευνητές αργότερα αποκάλυψαν τη βιολογική αλυσιδωτή αντίδραση πίσω από το φαινόμενο. Όταν τα εντερικά κύτταρα απορροφούν την κυστεΐνη από τα τρόφιμα, τη μετατρέπουν σε ένα μόριο που ονομάζεται CoA. Αυτό το μόριο στη συνέχεια απελευθερώνεται στην επένδυση του εντέρου, όπου απορροφάται από κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος γνωστά ως CD8 Τ κύτταρα.
Μόλις ενεργοποιηθούν, αυτά τα Τ κύτταρα αρχίζουν να πολλαπλασιάζονται και να παράγουν IL-22, μια πρωτεΐνη σηματοδότησης που ονομάζεται κυτοκίνη που παίζει σημαντικό ρόλο στην εντερική επισκευή και την αναγέννηση των βλαστοκυττάρων.
Μέχρι τώρα, οι επιστήμονες δεν γνώριζαν ότι τα CD8 Τ κύτταρα μπορούσαν να παράγουν IL-22 με τρόπο που να υποστηρίζει τα βλαστοκύτταρα του εντέρου.
«Αυτό που είναι πραγματικά συναρπαστικό εδώ είναι ότι η διατροφή των ποντικών με δίαιτα πλούσια σε κυστεΐνη οδήγησε στην επέκταση ενός πληθυσμού ανοσοκυττάρων που κανονικά δεν συνδέουμε με την παραγωγή IL-22 και τη ρύθμιση του εντερικού στελέχους», είπε ο Yilmaz. «Αυτό που συμβαίνει σε μια δίαιτα πλούσια σε κυστεΐνη είναι ότι η δεξαμενή των κυττάρων που παράγουν IL-22, συγκεκριμένα το κλάσμα των Τ-κυττάρων CD8».
Τα κύτταρα του ανοσοποιητικού είναι τοποθετημένα για να επιταχύνουν την επούλωση
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι αυτά τα ενεργοποιημένα Τ κύτταρα συσσωρεύονται στην επένδυση του λεπτού εντέρου, τοποθετώντας τα σε ιδανική θέση για να ανταποκρίνονται γρήγορα σε βλάβες. Το αποτέλεσμα περιορίστηκε σε μεγάλο βαθμό στο λεπτό έντερο, επειδή εκεί απορροφάται η περισσότερη διατροφική πρωτεΐνη.
Στη μελέτη, τα ποντίκια που τρέφονταν με δίαιτα πλούσια σε κυστεΐνη έδειξαν βελτιωμένη ανάρρωση από εντερική βλάβη που σχετίζεται με την ακτινοβολία. Η ομάδα ανέφερε επίσης ότι αδημοσίευτες δοκιμές έδειξαν ότι το φάρμακο χημειοθεραπείας 5-fluorouracil, το οποίο χρησιμοποιείται συνήθως κατά του καρκίνου του παχέος εντέρου και του παγκρέατος, μπορεί να βλάψει την επένδυση του εντέρου.
Τροφές πλούσιες σε κυστεΐνη
Η κυστεΐνη βρίσκεται φυσικά σε πολλά τρόφιμα με υψηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες, όπως το κρέας, τα γαλακτοκομικά προϊόντα, τα όσπρια και οι ξηροί καρποί. Το ανθρώπινο σώμα μπορεί να παράγει μόνο του κυστεΐνη μετατρέποντας ένα άλλο αμινοξύ που ονομάζεται μεθειονίνη στο ήπαρ.
Ωστόσο, οι ερευνητές λένε ότι η διατροφική κυστεΐνη φαίνεται να έχει ισχυρότερη επίδραση στο έντερο επειδή φτάνει απευθείας στο έντερο πριν διανεμηθεί σε όλο το σώμα.
«Με τη διατροφή μας με υψηλή περιεκτικότητα σε κυστεΐνη, το έντερο είναι το πρώτο μέρος όπου εμφανίζονται υψηλές ποσότητες κυστεΐνης», λέει ο Chee.
Η κυστεΐνη είναι από καιρό γνωστή για τις αντιοξειδωτικές της ιδιότητες, αλλά αυτή είναι η πρώτη μελέτη που δείχνει ότι μπορεί να διεγείρει άμεσα την αναγέννηση των βλαστοκυττάρων του εντέρου.
Μελλοντική έρευνα για την αναγέννηση
Η ομάδα του MIT διερευνά τώρα εάν η κυστεΐνη μπορεί να υποστηρίξει την αναγέννηση σε άλλους ιστούς. Ένα συνεχιζόμενο έργο δοκιμάζει εάν τα αμινοξέα μπορούν να διεγείρουν την επισκευή και την αναγέννηση των τριχοθυλακίων.
Οι ερευνητές συνεχίζουν επίσης να διερευνούν τις επιδράσεις άλλων αμινοξέων που έχουν δείξει σημάδια ότι επηρεάζουν τη συμπεριφορά των βλαστοκυττάρων.
«Πιστεύω ότι πρόκειται να αποκαλύψουμε πολλούς νέους μηχανισμούς για το πώς αυτά τα αμινοξέα ρυθμίζουν τις αποφάσεις για τη μοίρα των κυττάρων και την υγεία του εντέρου στο λεπτό έντερο και στο κόλον», είπε ο Yilmaz.
Η έρευνα υποστηρίχθηκε από επιχορήγηση του Ινστιτούτου Koch Support (CORE) από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας, το V Foundation, το βραβείο Kathy and Kurt Marble Cancer Research Award, το Koch Institute-Dana-Farber/Harvard Cancer Center Bridge Project, την Αμερικανική Ομοσπονδία Έρευνας για τη Γήρανση, το MIT Stem Cell Initiative και το National Can.
