В журнале Nature опубликована работа группы Анхеля Чавеса-Переса, в которой показано, что α-кетоглутарат (α-КГ), метаболит митохондрий, играет активную роль в заживлении кишечной ткани. Исследователи продемонстрировали, что уровень этой молекулы влияет на решение, принимаемое кишечными стволовыми клетками — стать клетками, поглощающими питательные вещества, или клетками, секретирующими защитные вещества.
Выяснилось, что фермент OGDH, участвующий в преобразовании α-КГ, экспрессируется на высоком уровне в абсорбционных клетках. Это нужно для обеспечения их энергетических и биосинтетических нужд. В секреторных клетках OGDH подавлен, что приводит к накоплению α-КГ. Это, в свою очередь, активирует ферменты TET, участвующие в деметилировании ДНК, и направляет клетки к секреторной линии.
В моделях колита у мышей, при котором нарушается дифференцировка клеток кишечника, исследователи добились восстановления тканей двумя способами — либо добавлением α-КГ, либо снижением уровня OGDH. Это открывает путь к разработке новых методов терапии воспалительных заболеваний кишечника.
Результаты показывают, что метаболиты, помимо энергетической функции, могут управлять клеточной судьбой. Прицельное воздействие на метаболизм, например в кишечнике, потенциально позволит активировать регенерацию без системных побочных эффектов. Авторы предлагают использовать похожие подходы, как в случае с препаратом метформин, накапливающимся преимущественно в кишечнике.
Работа подчеркивает новую роль митохондрий — не только как «энергетических станций», но и как активных участников в принятии решений клеткой. В будущем такие открытия могут лечь в основу новых способов восстановления тканей при хронических воспалениях и травмах.
Интересно, как связь между кишечником и мозгом выходит на новый уровень понимания. Ранее Наука Mail рассказала, что изменения в кишечной микрофлоре и метаболитах триптофана у детей с аутизмом напрямую влияют на активность ключевых областей мозга и усиливают симптомы расстройства.