Ændring i celler styrer sårheling i tarmen – Københavns Universitet

Nyheder > Alle nyheder > Celleforskning

14. december 2017

Ændring i celler styrer sårheling i tarmen

Celleforskning

Et stort internationalt samarbejde ledet af forskere fra Københavns Universitet har for første gang fundet frem til den mekanisme, som styrer sårheling i tarmen. Den nye opdagelse viser, at cellerne i tarmen bliver omprogrammeret til en fosterlignende tilstand, hvilket er afgørende for, at tarmceller kan hele sår i tarmen.

Blodig diarré, mavesmerter og utilpashed. Det er nogle af de symptomer, som patienter med den kroniske blødende tarmbetændelse – også kendt som colitis ulcerosa – oplever. Patienterne plages af store sår i tarmen, som ikke heles normalt. I dag behandles tilstanden med medikamenter, som primært er rettet imod tarmbetændelsen. Der findes dog endnu ingen behandling, som understøtter tarmens naturlige evne til at hele de blødende sår. Det skyldes, at forskningen indtil nu ikke har kortlagt, hvordan sårhelingen kontrolleres på celleniveau. Nu kan et stort internationalt samarbejde ledet af forskere fra Biotech Research & Innovation Centre (BRIC), Københavns Universitet i et nyt studie for første gang forklare den mekanisme, som styrer sårheling i tarmen.

"Vi ved, at tarmen hos raske personer er i stand til at helbrede sig selv. Vi har derfor arbejdet ud fra den hypotese, at det er nødvendigt at forstå normal sårheling, før vi kan forstå, hvad der går galt hos patienter med sår, som aldrig heler. Her er det nødvendigt at undersøge, hvad der normalt sker på det molekylære niveau. Vi vil efterfølgende kunne bruge denne viden til potentielt at forbedre sårheling. Vores nye studie viser, at helingen er afhængig af ændringer i tarmens celler. Ændringer som bevirker, at cellerne omprogrammeres til en forstertilstand

Lektor og forskningsgruppeleder Kim Jensen

”Vi ved, at tarmen hos raske personer er i stand til at helbrede sig selv. Vi har derfor arbejdet ud fra den hypotese, at det er nødvendigt at forstå normal sårheling, før vi kan forstå, hvad der går galt hos patienter med sår, som aldrig heler. Her er det nødvendigt at undersøge, hvad der normalt sker på det molekylære niveau. Vi vil efterfølgende kunne bruge denne viden til potentielt at forbedre sårheling. Vores nye studie viser, at helingen er afhængig af ændringer i tarmens celler. Ændringer som bevirker, at cellerne omprogrammeres til en fostertilstand”, siger lektor og forskningsgruppeleder Kim Jensen fra BRIC ved Københavns Universitet.

To proteiner spiller afgørende rolle for sårhelingen
Tarmen har et beskyttende lag af celler, de såkaldte epitelceller. Disse celler danner en hinde, som forhindrer, at de mange milliarder tarmbakterier vi har i vores tarm spredes ud i kroppen. Hvis hinden bliver beskadiget, så epitellaget i et større eller mindre område forsvinder, vil substanser (bakterier og føderester) i lumen trænge ud i tarmvæggen, hvilket giver anledning til en betændelsestilstand. Denne betændelse kan i værste fald lede til, at endnu flere celler i den beskyttende hinde dør, og at man udvikler kronisk tarmbetændelse. Det er derfor op til de tilbageværende epitelceller at reparere skaden og dermed at hele såret. Helingen sker fra kanten af såret og fra de små grupper af epitelceller, som stadig er tilbage inde i såret.

Forskerne har i studiet benyttet mus med kemisk induceret blødende tyktarm for i at kortlægge den molekylære proces, der går i gang, når cellerne forsøger at hele sår i tarmen. Man observerede, at cellerne langsomt begynder at ændre sig i takt med, at bindevævet ændres. Cellerne reagerer på det nye miljø ved at aktivere de to proteiner, YAP og TAZ, og dette leder til meget dramatiske ændringer i epitelcellerne, som accelererer sårhelingsprocessen. Cellerne stopper nu med at ligne de andre celler i den voksne tarm men omprogrammeres i stedet til et fosterlignende stadie, hvor de minder om celler, som er med til at opbygge tarmen hos et 8-10 uger gammelt foster. Først i dette stadie begynder epitelcellerne at genopbygge den sårede tarm.

"Vi ved fra vores tidligere forskning, at epitelcellerne i fostertilstanden er meget forskellige fra cellerne i den voksne tarm. Vi ved også, at de to proteiner, YAP og TAZ, er vigtige for sårhelingen. Med vores forskning har vi nu vist, hvorfor YAP og TAZ er så vigtige, og at den fosterlignende tilstand er helt central for en effektiv sårheling. Næste skridt i vores forskning bliver at finde ud af, nøjagtigt hvad proteinerne gør, så vi kan etablere en helt ny model for behandling. Vi håber med vores forskning, at vi i fremtiden kan hjælpe patienter med kronisk tarmbetændelse, så de opnår en bedre, hurtigere og mere effektiv sårheling

Lektor og forskningsgruppeleder Kim Jensen

”Vi ved fra vores tidligere forskning, at epitelcellerne i fostertilstanden er meget forskellige fra cellerne i den voksne tarm. Vi ved også, at de to proteiner, YAP og TAZ, er vigtige for sårhelingen. Med vores forskning har vi nu vist, hvorfor YAP og TAZ er så vigtige, og at den fosterlignende tilstand er helt central for en effektiv sårheling. Næste skridt i vores forskning bliver at finde ud af, nøjagtigt hvad proteinerne gør, så vi kan etablere en helt ny model for behandling. Vi håber med vores forskning, at vi i fremtiden kan hjælpe patienter med kronisk tarmbetændelse, så de opnår en bedre, hurtigere og mere effektiv sårheling”, siger Kim Bak Jensen.

Studiet er netop publiceret i Cell Stem Cell og kan læses her. Studiet er udført i et nært samarbejde med Luca Azzolin og Stefano Piccolo, Universitet i Padua, Italien, samt forskere i Japan, England, Sverige og Herlev Hospital.

Information om forskerteamet
Det international team som står bag de videnskabelige resultater er ledet af Kim Jensen, BRIC. Arbejdet er primært blevet udført af Shiro Yui, som er en japansk læge med speciale i tarmbetændelse. Dr Yui har igennem de sidste 4 år arbejdet på BRIC, KU, støttet af midler fra både Danmark og EU, og han er nu tilbage i Japan, hvor han kombinerer sin forskning med klinisk arbejde. Udover Dr Yui har Luca Azzolin og Stefano Piccolo, Universitet i Padua, Italien, samt forskere i Japan, England, Sverige og Herlev Hospital deltaget i projektet.

Projektet har modtaget finansiering fra blandt andet Lundbeckfonden, Det Frie Forskningsråds Mobilex program og EU's Horizon 2020-forsknings- og innovationsprogram under tilskudsaftale nr. 668294 og 682665 og 670126.

Kontakt:
Forskningsgruppeleder Kim Bak Jensen, kim.jensen@bric.ku.dk