Tjocktarmen försvaras av självuppoffrande vaktposter visar Göteborgsupptäckt

Vaktpostceller bevakar entrén till tjocktarmens känsligaste delar. När bakterier kommer för nära signalerar vaktposten till en försvarslinje som skickar ut slem (mukus) för att mota bort angriparna. Därefter begår vaktposten självmord och skjuter ut sig själv i tarmen. När vaktposterna är förbrukade ligger vägen öppen för bakterier att invadera. Upptäckten av en helt ny grupp av celler har gjorts av forskare vid Sahlgrenska akademin och är viktig för förståelsen om hur magtarmsjukdomen ulcerös kolit uppstår.

Forskare vid Sahlgrenska akademin, Göteborgs universitet, har upptäckt en helt ny typ av cell som känner av och spolar bort bakterier när den normala skyddande slembarriären sviktat. Upptäckten, som publiceras i den internationellt ledande vetenskapliga tidskriften Science, är viktig för förståelsen av flera magtarmsjukdomar inklusive ulcerös kolit.

Människans tjocktarm skyddas av ett slemlager som hindrar bakterier från att komma i direkt kontakt med vävnaden, vilket annars skulle orsaka inflammation. Det skyddande slemlagret är uppbyggt av proteiner (muciner) som bildas och utsöndras av så kallade bägarceller. Forskarlaget i Göteborg har tidigare visat att bägarcellerna bygger upp det skyddande slemlagret, och samma forskargrupp visar nu att det också finns en undergrupp av bägarceller, som utgör en andra försvarslinje mot bakterierna som tagit sig igenom den första försvarslinjen, slemlagret.

I tjocktarmen finns försänkningar (kryptor) i vars botten nya celler bildas från stamceller. I öppningen, under det skyddande slemlagret, sitter en särskild typ av bägarcell som forskarlaget nu upptäckt.
– Dessa celler är som vaktposter som bevakar ingången till kryptan. Så snart de upptäcker spår av att det finns bakterier vid kryptans ingång startar de en kedjereaktion där de med en våldsam explosion tömmer ut sitt mukus och sköljer bort bakterierna, säger George Birchenough, postdoktor vid Sahlgrenska akademin, Göteborgs universitet.

Bortspolningen av bakterier är ett självmordsuppdrag för vaktposten.

– När bägarcellen tömt sitt innehåll skjuter den ut sig själv som en katapult. Om bakterieanfallet fortsätter så hinner inte nya vaktposter fram utan då ligger kryptan öppen för bakterier att invadera, vilket sannolikt är en del i uppkomsten av tarminflammation som ulcerös kolit, säger professor Gunnar C Hansson vid Sahlgrenska akademin, som tillsammans med Malin Johansson leder forskningen inom slem och muciner vid Göteborgs universitet. 

George Birchenough är den forskare i gruppen som gjort det mesta av arbetet vid mikroskopet, där han studerat vävnader från möss. Genom mikroskopet har han i realtid kunnat filma hur den nyupptäckta celltypen utlöser den snabba kedjereaktion som skapar floden av slem som sköljer bort bakterierna. Gruppen har kartlagt och sammanställt de mekanismer som ligger bakom kedjereaktionen. Nästa steg i arbetet har redan påbörjats, där fyndet ska bekräftas även i vävnadsprover från mänsklig tarm.

– Det är ovanligt att upptäcka en ny typ av cell med en tidigare okänd funktion, och det är extra roligt att upptäkten och allt arbete gjorts här i Göteborg av vår forskargrupp, säger Gunnar C Hansson.
 

Forskargruppen i Göteborg var den som först upptäckte att det finns ett skyddande slemlager i tarmen som separerar tarmens bakterier från tarmens yta. Denna upptäckt har helt förändrat uppfattningen och skapat ett helt nytt forskningsområde som sedan dess följts av en rad omvälvande fynd om hur slemlagret skapas, underhålls, rör sig och skadas. Detta har stor betydelse för hur tarmens alla bakterier interagerar med oss och forskarna siktar in sig mot nya sätt att behandla en rad tarmsjukdomar som ulcerös kolit.

Artikeln A sentinel goblet cell guards the colonic crypt by triggering Nlrp6-dependent Muc2 secretion publicerades i den vetenskapliga tidskriften Science den 24 juni.

Länk till artikel: http://science.sciencemag.org/content/352/6293/1535 

Presskit: https://gubox.box.com/s/mt1epz0inkhlf0uyyyk12sd0jrp0xtjc

Innehåller bilder på George Birchenough och Gunnar C Hansson samt en film, i olika format, som visar hur slemmet flödar ut och avslutas med att den nyupptäckta celltypen skjuter ut sig. Filmen är 8 sekunder och är filmad i realtid, genom mikroskop, av George Birchenough. Innehåller också en GIF-fil där filmen loopats.

Kontakt:
Gunnar C Hansson, professor vid Sahlgrenska akademin, Göteborgs universitet
0709-490005
gunnar.hansson@medkem.gu.se 

George Birchenough, postdoktor vid Sahlgrenska akademin, Göteborgs universitet (engelsktalande)
0723-319626
george.birchenough@medkem.gu.se 

Med 6 000 studenter och 1 800 anställda är Sahlgrenska akademin Göteborgs universitets största fakultet. Vid Sahlgrenska akademin bedrivs undervisning och forskning inom medicin, odontologi och vårdvetenskap. Vi sysselsätter 900 forskare engagerade i nationella och internationella samarbeten för att förebygga, lindra och behandla sjukdom och ohälsa. 

Taggar: