به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، بیماران مبتلا به بیماری التهابی روده (IBD) درد شکم، اسهال، خونریزی مقعدی و کاهش وزن را تحمل می‌کنند. با ایجاد این علائم، محیط سلولی در روده دستخوش دگرگونی چشمگیری می‌شود. با این حال، دانشمندان اطلاعات کمی در مورد چشم انداز جغرافیایی سلولی این بازسازی با پیشرفت بیماری دارند. برای ترسیم فضایی این مسیرهای سلولی در روده، یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی زیست‌شناس تک سلولی جفری موفیت از بیمارستان کودکان بوستون و رونی نووارسکی ایمونولوژیست از بیمارستان زنان و بریگهام، مولکول‌های RNA سلول‌های داخل روده را قبل، حین و بعد از التهاب، در مدل موشی کولیت تصویربرداری کردند. در این مطالعه که در Cell منتشر شد، تیم نشان داد که با پیشرفت بیماری، یک دگرگونی فضایی تدریجی روده وجود دارد که تا حدی با حضور و توزیع زیرجمعیت‌های متنوع فیبروبلاست‌های مرتبط با التهاب شکل گرفته است. 1 هفته پس از برداشتن کولیت. برخی از این فیبروبلاست‌ها خاطره‌ای از التهاب را حفظ کردند.

شناخت فیزیولوژی دستگاه روده در هنگام بیماری

فیزیولوژی دستگاه روده بر مشارکت یکپارچه دودمان سلولی متعدد تکیه دارد که فراوانی نسبی و شبکه سلولی آنها از رشد جنینی تا بزرگسالی در نوسان است. زیرا دستگاه روده از نواحی تشریحی مجزا تشکیل شده است که با سرعت‌های مختلف توسعه می یابند و نقش های مختلفی در هضم، جذب مواد مغذی، متابولیسم و ​​تنظیم ایمنی ایفا می‌کنند. التهاب روده شامل کمک‌های سلول‌های ایمنی و غیر ایمنی است که تعاملات آنها توسط سازمان فضایی روده سالم و بازسازی آن در طول التهاب شکل می‌گیرد. تداخل بین فیبروبلاست‌ها و سلول‌های ایمنی یک محور مهم در این فرآیند است، اما درک ما به دلیل تعریف ناقص نوع سلول و جغرافیای زیستی به چالش کشیده شده است. بنابراین تجزیه و تحلیل بافت‌های نادر جنین، تشکیل ساختارهای کریپت پرز و کاشت سلول‌های ایمنی در محیط روده را حل کرده است. به طور مشابه، درک ما از چشم انداز سلولی روده بزرگسالان از فناوری‌های تک سلولی بهره می‌برد. تفاوت‌های منطقه ای در فعال سازی سلول‌های ایمنی و ترکیب میکروبیوم در روده بزرگ انسان سالم قبلا گزارش شده است. مطالعاتی که نمونه‌های بیماری التهابی روده را با بافت‌های سالم مقایسه می‌کنند، شناسایی جمعیت‌های استرومایی، سلول‌های T CD8 مقیم بافت و ارتباط بین پاسخ سلولی و درمان بالینی را امکان‌پذیر کرده است. اگرچه کار گسترده ای برای نمایه کردن دستگاه روده در وضوح تک سلولی انجام شده است ولی تجزیه و تحلیل جامع روده از طریق فضا (محل تشریحی) و زمان (طول عمر) وجود ندارد. ایجاد چنین نقشه راه توسعه ای برای جامعه علمی بسیار ارزشمند خواهد بود.

اهمیت دانستن محل نشستن سلول‌ها در دیواره دستگاه گوارش

کایلی جیمز، ایمونولوژیست مخاطی در موسسه تحقیقات پزشکی گاروان که در این مطالعه شرکت نکرد، گفت: "زمینه فضایی در زیست شناسی مهم است." دانستن محل نشستن سلول‌ها در دیواره دستگاه گوارش برای درک نقش آنها در فرآیندهای التهابی و نقش آنها در بیماری مهم است. او توضیح داد: «به طور سنتی این اطلاعات از بین می‌رود، زیرا محققان اغلب این سلول‌ها را پس از برداشتن از بافت تجزیه و تحلیل می‌کنند. در حالی که در مطالعات قبلی از رونویسی فضایی برای ترسیم امضاهای سلولی در معماری روده استفاده کرده اند، "یکی از جنبه‌های منحصر به فرد در اینجا این است که آنها همچنین در طول مسیر التهاب به این اتفاقات نگاه می@کنند.

استرس چگونه روده را ملتهب می‌کند؟

در این مطالعه، محققان از فلورسانس مقاوم در برابر خطای چندگانه هیبریداسیون درجا (MERFISH)، یک فناوری رونویسی فضایی، برای دنبال کردن مسیرهای بیان ژن در طول پیشرفت بیماری استفاده کردند. آنها 940 ژن را در کولون موش‌ها قبل از تجویز داروی محرک کولیت (روز صفر)، در دوره اولیه بیماری (روز سوم)، در اوج التهاب (روز نهم)، و پس از بهبودی (روز 21 و 21) نقشه برداری کردند.  با استفاده از این داده‌ها، آنها 25 مکان بافتی را شناسایی کردند که از نظر آماری توسط مجموعه‌های مکانی مکرر سلول‌ها تعریف شده بودند. هر مکان از مخلوطی منحصر به فرد از انواع سلول‌های مختلف مانند اپیتلیال، اندوتلیال، ایمنی و فیبروبلاست‌ها به نسبت های خاص تشکیل شده بود. برخی از مکان‌ها در تمام مراحل (به عنوان مثال، سالم و بیمار) حضور داشتند، در حالی که برخی دیگر منحصر به نقاط زمانی خاص بودند. محققان دریافتند که با پیشرفت بیماری، شیوع بسیاری از مکان‌ها تغییر کرد: حضور سلول‌ها در برخی از مکان‌های سالم کاهش یافت، در حالی که در برخی از مکان‌های التهابی پدید آمدند. یکی از نشانه‌های بیشتر این مکان‌های نوظهور بیماری، وجود زیرجمعیت‌های متنوع فیبروبلاست‌های مرتبط با التهاب بود که از فیبروبلاست‌های سالم به وجود آمدند. فیبروبلاست‌ها تنظیم‌کننده‌های کلیدی ایمنی هستند و مطالعات متعدد قبلاً به درجاتی از ناهمگنی در فیبروبلاست‌های التهابی در طول IBD اشاره کرده بودند.

شناخت زیرمجموعه‌های مختلف فیبروبلاست‌ها در مکان التهاب

نووارسکی گفت: «در سطح عملکردی، ما هنوز به خوبی نمی‌دانیم که آن زیرمجموعه‌های مختلف فیبروبلاست‌ها چه می‌کنند. چیزی که ما توانستیم در این کار نشان دهیم این است که تنوعی از آن زیرمجموعه های فیبروبلاست ناشناخته وجود دارد. برخی از این جمعیت‌های فیبروبلاست نشانگرهای التهابی را هفته‌ها پس از رفع کولیت حفظ کردند که به خاطره‌ای بالقوه از بیماری اشاره می‌کند. "این واقعاً جالب است، زیرا در محیط انسانی، ما می‌توانیم ببینیم که حتی زمانی که افراد در حال بهبودی [IBD] هستند، روده‌های آن‌ها هنوز با یک فرد سالم متفاوت است. من فکر می‌کنم که نوع اطلاعات زمانی [ارائه شده در این مطالعه] می‌تواند به ما در درک IBD کمک کند حتی زمانی که التهاب فعال وجود ندارد.

مشاهده تنوعی از سلول‌ها در محل التهاب

موفیت، نووارسکی و همکارانشان با استخراج داده‌های انسانی منتشر شده توسط گروه‌های دیگر، همولوگ‌های انسانی بسیاری از نشانگرهای مولکولی از حالات التهابی زیرجمعیت‌های فیبروبلاست را در بیماران مبتلا به کولیت اولسراتیو پیدا کردند. این نشان می‌دهد که کولون ملتهب انسانی ممکن است میزبان زیرمجموعه‌های فیبروبلاست مرتبط با التهاب باشد در حالی که تغییرات مشابهی را با تغییرات گزارش‌شده در این مطالعه تجربه می‌کند. با این حال، نویسندگان تاکید کردند که فیبروبلاست‌ها تنها سلول‌هایی نیستند که در حال تغییر شکل هستند. پائولو کادینو از بیمارستان کودکان بوستون و دانشکده پزشکی هاروارد می‌گوید: «تقریباً همه انواع سلولی را می‌بینیم که به این بیماری پاسخ می‌دهند. در حالی که این ممکن است نتیجه‌گیری بی‌اهمیت به نظر برسد، «در عین حال [این] همچنین بسیار قدرتمند است، زیرا به ما می‌گوید که مطالعات آینده باید واقعاً به جزئیات نگاه کنند، و نه تنها بر نحوه مشارکت [چند نوع سلولی] در بیماری تمرکز کنند.

پایان مطلب/.