Przeprogramowanie komórek Kupffera w zarodkach wyjaśnia zaburzenia metaboliczne u potomstwa

Przeprogramowanie komórek Kupffera w zarodkach wyjaśnia zaburzenia metaboliczne u potomstwa

Dzieci urodzone przez otyłe matki są w grupie zwiększonego ryzyka wystąpienia zaburzeń metabolicznych, nawet jeśli same przestrzegają zdrowej diety. Nowe badanie przeprowadzone na Uniwersytecie w Bonn oferuje wyjaśnienie tego zjawiska. U otyłych myszy niektóre komórki wątroby zarodka ulegają przeprogramowaniu w czasie ciąży. Prowadzi to do długotrwałych zmian w metabolizmie potomstwa. Naukowcy uważają, że wyniki te mogą mieć również znaczenie dla ludzi. Wyniki badania opublikowano obecnie w czasopiśmie Nature.

Zespół skupił się na tzw. ogniwach Kupffera. Są to makrofagi, tak zwane „wielkie zjadacze”, które chronią organizm w ramach wrodzonego układu odpornościowego. Podczas rozwoju embrionalnego migrują do wątroby, gdzie osiedlają się na stałe. Tam zwalczają patogeny i rozkładają starzejące się lub uszkodzone komórki.

Te ogniwa Kupffera pełnią również funkcję przewodników. Instruują otaczające komórki wątroby, co mają robić. W ten sposób zapewniają, że wątroba, jako centralny narząd metaboliczny, prawidłowo wykonuje wiele swoich zadań. „

Prof. dr Elvira Messe z Instytutu Limes na Uniwersytecie w Bonn

Zmiana melodii: od Beethovena do Vivaldiego

Wydaje się jednak, że otyłość zmienia tę funkcję wykonawczą. Tego właśnie dokonały masowe eksperymenty na myszach we współpracy z innymi grupami badawczymi na Uniwersytecie w Bonn. „Udało nam się wykazać, że u potomstwa otyłych matek wkrótce po urodzeniu często pojawia się stłuszczenie wątroby” – mówi dr Hao Huang z laboratorium Mass. „Stało się to również wtedy, gdy młode zwierzęta otrzymywały całkowicie normalną dietę”.

Przyczyną tego zaburzenia wydaje się być swego rodzaju „przeprogramowanie” komórek Kupffera u potomstwa. W rezultacie wysyłają sygnały molekularne, które instruują komórki wątroby, aby wchłonęły więcej tłuszczu. W sensie przenośnym nie wykonują już symfonii Beethovena, ale Vivaldiego.

Wydaje się, że zmiana ta zachodzi podczas rozwoju embrionalnego i jest wywoływana przez produkty przemiany materii matki. Aktywują one rodzaj przełącznika metabolicznego w komórkach Kupffera i na dłuższą metę zmieniają sposób, w jaki komórki te kierują komórkami wątroby. „Ten przełącznik to tak zwany czynnik transkrypcyjny” – mówi Mass. „Kontroluje, które geny są aktywne w komórkach Kupffera”.

Żadnej stłuszczenia wątroby bez przełączników molekularnych

Kiedy badacze genetycznie wyeliminowali tę zmianę w komórkach Kupffera w czasie ciąży, u potomstwa nie rozwinęła się stłuszczenie wątroby. Nadal nie jest jasne, czy mechanizmowi temu można również zaradzić za pomocą leków. Zespoły planują teraz zbadać tę kwestię w badaniach uzupełniających.

Jeśli doprowadzi to do opracowania nowych metod leczenia, będzie to dobra wiadomość. Zmienione zachowanie komórek Kupffera może mieć wiele negatywnych konsekwencji. Na przykład gromadzeniu się tłuszczu w wątrobie towarzyszą silne reakcje zapalne. Mogą one powodować śmierć coraz większej liczby komórek wątroby i ich zastąpienie przez tkankę bliznowatą. Rezultatem jest zwłóknienie, które stopniowo upośledza czynność wątroby. Jednocześnie istnieje ryzyko zwyrodnienia i nowotworzenia komórek wątroby.

„Staje się coraz bardziej jasne, że wiele chorób u ludzi zaczyna się na bardzo wczesnym etapie rozwoju” – mówi Mass, który jest także rzecznikiem transdyscyplinarnego obszaru badawczego „Life & Health” i członkiem zarządu klastra doskonałości „Immunosensation2” na Uniwersytecie w Bonn. „Nasze badanie jest jednym z niewielu, które może szczegółowo wyjaśnić, jak może przebiegać to wczesne programowanie”.

Uczestniczące instytucje i źródła finansowania:

Oprócz Uniwersytetu w Bonn w badaniu wzięło udział Niemieckie Centrum Chorób Neurodegeneracyjnych (DZNE), Uniwersytet Wiedeński (Austria), Uniwersytet w Gandawie (Belgia) i Uniwersytet w Szanghaju (Chiny). Badania były wspierane przez Niemiecką Fundację Badawczą (DFG, w szczególności SFB 1454 Metaflammation), Europejską Radę ds. Badań Naukowych (ERC), Fundację Jürgena Manchota, Fundusz Boehringera Ingelheima i Europejską Organizację Biologii Molekularnej (EMBO).

Źródła: