Jak jelita rozmawiają z mózgiem
Od otyłości po cukrzycę typu 2, choroby układu krążenia i niektóre nowotwory – wiele z najpilniejszych wyzwań zdrowotnych na świecie jest powiązanych z metabolizmem, procesem, za pomocą którego organizm przekształca składniki odżywcze w energię i materiały potrzebne do wzrostu, leczenia i funkcjonowania. Głównym ośrodkiem koordynującym metabolizm jest mózg, który otrzymuje informacje o spożywanej żywności, jednak otyłość może zaburzać prawidłowe działanie tej magistrali informacyjnej. „Badania sugerują, że otyłość zakłóca komunikację między jelitami a mózgiem, co prowadzi do przejadania się i rozregulowuje metabolizm”, mówi Henning Fenselau(odnośnik otworzy się w nowym oknie), kierownik grupy badawczej w Instytucie Badań nad Metabolizmem im. Maxa Plancka(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Pytanie brzmi, jakie konkretne typy neuronów biorą udział w tym procesie? „Ustalenie, w jaki sposób funkcjonują te neurony i jak są one zakłócane przez otyłość, może otworzyć drogą do opracowania nowych, bardziej ukierunkowanych terapii chorób metabolicznych”, dodaje Fenselau. Odpowiedź na to pytanie pomaga znaleźć finansowany ze środków UE projekt GuMeCo.
Różne typy neuronów czuciowych specjalizujące się w wykrywaniu określonych sygnałów związanych z żywnością
Projekt, który otrzymał wsparcie ze środków Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (ERC), miał na celu rozwikłanie zagadki dotyczącej tego, w jaki sposób układ nerwowy wykorzystuje komunikację między jelitami a mózgiem do regulacji metabolizmu. W tym celu uczeni opracowali zaawansowany system celowania genetycznego, który pozwala badać określone podtypy neuronów czuciowych z nieosiągalną wcześniej precyzją. „To nowatorskie podejście pozwoliło nam zyskać niezwykle skuteczną platformę do badania, w jaki sposób sygnalizacja jelitowo-mózgowa wpływa na metabolizm w zdrowiu i chorobie”, wyjaśnia Fenselau, który pełni rolę koordynatora projektu. Jego badania przeprowadzone z użyciem platformy pozwoliły odkryć, że różne typy neuronów czuciowych specjalizują się w wykrywaniu określonych sygnałów związanych z jedzeniem i aktywowaniu unikatowych ścieżek mózgowych, które regulują spożywanie pokarmu i poziom glukozy we krwi. Zdaniem Fenselau, odkrycia te znacząco pomagają naukowcom zrozumieć, w jaki sposób układ nerwowy przyczynia się do równowagi energetycznej i regulacji metabolizmu. „Wiedza ta może stać się podstawą do ustalenia, które obwody neuronalne działają nieprawidłowo w otyłości lub cukrzycy, potencjalnie prowadząc do opracowania nowych, specyficznych dla komórek metod leczenia tych powszechnych chorób”, mówi. Wyniki badania zostały opublikowane w czasopiśmie „Cell Metabolism”(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i zyskały znaczną liczbę cytowań.
Wspieranie odkryć w dziedzinie neuronauki, metabolizmu i badań nad otyłością
Choć projekt GuMeCo już zmienił sposób, w jaki rozumiemy komunikację jelitowo-mózgowej w kontroli metabolicznej, to tylko wierzchołek góry lodowej, jeśli chodzi o jego długofalowy wpływ. Narzędzia i modele opracowane w ramach projektu będą nadal wykorzystywane przez naukowców na całym świecie, przyspieszając odkrycia w dziedzinie neuronauki, metabolizmu i badań nad otyłością. Świadczy o tym fakt, że laureat Nagrody Nobla Ardem Patapoutian wyraził zainteresowanie transgenicznymi modelami myszy opracowanymi w ramach projektu. Fenselau otrzymał również grant ERBN dla naukowców u progu samodzielności badawczej na bardziej szczegółowe zbadanie obwodów mózgowych połączonych z neuronami czuciowymi. „Projekt GuMeCo stanowi znaczący krok w kierunku rozwikłania tajemnic jednego z najbardziej złożonych systemów biologii i przełożenia tej wiedzy na strategie, które mogą pomóc w walce z niektórymi z najbardziej rozpowszechnionych wyzwań zdrowotnych naszych czasów”, podsumowuje Fenselau.
