Presión para ayudar a la digestión de la proteína intestinal en las células nerviosas, detecta la inflamación

Después de las comidas, los intestinos usan peristalsis para mover los alimentos a través del intestino utilizando contracción coordinada y descuentos musculares lisos. Los resultados de un nuevo estudio en ratones realizados por científicos de la Facultad de Medicina de Harvard (HMS), la Escuela de Medicina ICHN en Mount Sinai y sus colegas muestran que una proteína sensorial a presión llamada Pijo 1 en las células nerviosas intestinales juega un papel importante en la coordinación de estos movimientos y evitando la inflamación en la intestina. Los detalles se publican en un nuevo Cámara Título de papel "Pijo neuronal antirical 1 mantiene la homeostasis mecánica e inmunológica mediante la fuerza de detección,

Si los hallazgos se pueden repetir en humanos, los científicos creen que pueden informar el diseño de nuevos remedios para los trastornos de la dinámica intestinal como la diarrea y el estreñimiento en pacientes con EII. Ruaidhrí Jackson, PhD, profesor asistente de inmunología y compañera de escritor, dijo conclusiones, diciendo cómo el sistema nervioso e inmunitario interactúa en el intestino para mantener un trabajo saludable y protegerse de la inflamación. Los resultados también agregan un creciente cuerpo de investigación, que muestra que ambos sistemas se dedican a una poderosa interacción en varios órganos, incluidos el cerebro, los pulmones y la piel.

La pregunta es cómo los intestinos pueden moverse de forma independiente sin aportes del sistema nervioso central. Estudios anteriores han demostrado que las neuronas antiguas completamente inherentes: las células del neuro dentro de los intestinos están acompañadas de células del músculo liso para ejecutar peristalsis, pero lo que sucede en la interfaz no está claro.

Jackson estudió por primera vez el papel de la proteína Pijo 1 en las células inmunes que entienden la fuerza mecánica que surge de la respiración. Él y otro colega Publicó un estudio en Naturaleza En 2019 Se destacó cómo la proteína se siente presión mecánica cuando la proteína puede aumentar la inflamación en los pulmones. Se preguntó si esta proteína podría estar involucrada de alguna manera en el peristalsis digestivo.

Para descubrir esta idea, los investigadores en el estudio actual analizaron la actividad génica en las neuronas de ratón e intestino humano. Encontró evidencia de que el gen que produce Pijo 1 es altamente activo en la estimulación de las neuronas del intestino, que son responsables de desencadenar contracciones musculares en el intestino al liberar la acetilocolina mensajera química.

Para comprender mejor el papel de la proteína, los investigadores probaron el tejido intestinal del ratón en diferentes condiciones de presión. En ratones normales, los intestinos se contrajeron cuando aumentó la presión. En ratones genéticamente cambiados para la deficiencia de genes para proteínas, los científicos notaron que el tejido no se contrajo bajo presión. Esto confirmó que Piezo1 actúa como un sensor de presión, lo que ayuda a regular el movimiento del intestino.

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Para su próximo conjunto de experimentos, los investigadores usaron ratones genéticamente modificados, cuyas neuronas intestinales pueden ser reemplazadas por la luz. Cuando las neuronas que expresan piezo1 se activaron por la luz, los ratones expulsaron una pequeña cuenta de vidrio de sus intestinos el doble de ratones normales. Cuando los investigadores usaron productos químicos para cerrar las neuronas Pijo 1 en el intestino, la digestión en estos ratones se ralentizó particularmente.

Una vez que confirmaron el papel de Pijo 1 en el movimiento del intestino, los investigadores evaluaron el efecto del ejercicio y la inflamación intestinal debido a la enfermedad intestinal intestinal (EII) en la actividad de la proteína. Caminar sobre la cinta de correr aumentó el movimiento de los desechos a través de los intestinos en ratones con proteína Pijo 1 funcional. Estos ratones tenían movimientos intestinales después de solo 10 minutos de ejercicio. No hubo un aumento igual en la dinámica intestinal en ratones de deficiencia de proteínas. Esto sugiere que los genes para el piezo1 reflejan el aumento de la presión intestinal del ejercicio.

Para probar el papel de piezo1 en la EII, los investigadores crearon modelos de ratones de la enfermedad. Pijo 1 produjo un movimiento intestinal con las ratas con EII, con Pijo 1 inactivo en comparación con los animales. Además, el cierre del gen también causó síntomas de EII. El gen de Pejo 1 se retuvo en comparación con los ratones, los animales perdieron sobrepeso sin trabajo Pijo 1 y pierden gradualmente una capa de moco intestinal protector y células de moco que moldean las paredes del colon.

Los científicos prevé que el deterioro de la inflamación puede ser causada por la pérdida de acetilocolina, que es responsable de la señalización nerviosa y el movimiento del músculo liso y también sirve como agente antiinflamatorio. Jackson sospecha que la inflamación ligada a la EII Pijo 1 puede hacer que las neuronas antirríticas generen acetilocolina adicional en un intento de reducir la inflamación, y esto aumenta la característica de la dinámica intestinal de la afección.

Jackson dijo que modificar la actividad de Pijo 1 puede ser una forma de combatir la inflamación de la EII. Un posible tratamiento puede dirigirse al POjo 1 en las neuronas del intestino para emitir acetilocol. Esta estrategia será diferente de la forma en que funcionan la mayoría de los medicamentos para la EII, que es presionar la principal proteína inflamatoria. Él y sus colegas planean encontrar tales tratamientos en futuros estudios.