Lipidowe linie życia: metaboliczne mechanizmy regeneracji tkanek

Badanie opublikowane w „NPJ Regenerative Medicine” przez naukowców z Deutsches Zentrum fuer Diabetesforschung DZD oraz TU Dresden rzuca nowe światło na rolę metabolizmu lipidów w regeneracji tkanek. Autorzy badania analizowali adaptacje metaboliczne wspomagające proces regeneracji u dwóch gatunków – aksolotla (Ambystoma mexicanum) oraz muszki owocowej (Drosophila melanogaster) – ukazując zarówno podobieństwa, jak i różnice w sygnalizacji metabolicznej i mobilizacji lipidów.

Współpraca interdyscyplinarna i cel badania

Projekt badawczy realizowany przez zespoły Tatiany Sandoval-Guzmán z Paul Langerhans Institute Dresden (PLID) oraz Marko Brankatschka z BIOTEC (TU Dresden) miał na celu zbadanie, w jaki sposób metabolizm systemowy przystosowuje się do wspierania regeneracji tkanek. Kluczowym pytaniem było określenie roli systemowych adaptacji metabolicznych w dostarczaniu zasobów potrzebnych do wzrostu, proliferacji i różnicowania komórek regenerujących tkankę.

Badania przeprowadzono na muszkach owocowych, u których stale naprawiano uszkodzenia jelit, oraz aksolotlach regenerujących kończyny.

Kluczowa rola lipidów w regeneracji

Jak podkreśliła Tatiana Sandoval-Guzmán, proces regeneracji kończyn u aksolotli charakteryzuje się wyraźnymi, zróżnicowanymi płciowo zmianami w metabolizmie lipidów. U samców obserwuje się wzrost ilości lipidów krążących we krwi, podczas gdy u samic lipidy są przede wszystkim magazynowane w wątrobie, co pozwala obu płciom efektywnie mobilizować zasoby podczas regeneracji.

Wątroba u aksolotli pełni funkcję analogiczną do komórek ciała tłuszczowego u muszek owocowych, magazynując i dostarczając lipidy. Kluczowe w tym procesie są insulinopodobne czynniki wzrostu (IGFs), wydzielane przez regenerujące kończyny, które wraz z sygnalizacją insulinową w wątrobie umożliwiają dostosowanie metabolizmu lipidów do potrzeb proliferujących komórek.

Muszki owocowe i sygnalizacja insulinowa

W przypadku muszek owocowych uszkodzenie tkanek prowadzi do wzrostu produkcji insuliny. Jak wyjaśnił Marko Brankatschk, zakłócenie szlaków sygnalizacji insulinowej w komórkach ciała tłuszczowego powoduje zaburzenia w homeostazie steroli w regenerujących tkankach, co z kolei ogranicza proliferację komórek.

Obserwacje te sugerują, że sygnalizacja insulinowa odgrywa kluczową rolę w komunikacji między wątrobą a uszkodzonymi tkankami, prawdopodobnie zarówno u aksolotli, jak i u muszek owocowych.

Znaczenie wyników w medycynie regeneracyjnej

Odkrycia te mogą mieć szerokie zastosowanie w medycynie regeneracyjnej. Zarządzanie sygnalizacją insulinową oraz metabolizmem lipidów może stanowić istotny element terapii wspomagających naprawę i gojenie tkanek u ludzi. Wskazanie mechanizmów konserwowanych ewolucyjnie, takich jak opisane w badaniu, może otworzyć nowe ścieżki dla badań translacyjnych.

Oryginalna publikacja

Kübler IC, Kretzschmar J, Arredondo-Lasso MN, Keeley SD, Rößler LC, Ganss K, Sandoval-Guzmán T, Brankatschk M. Systemic and local lipid adaptations underlie regeneration in Drosophila melanogaster and Ambystoma mexicanum. NPJ Regenerative Medicine. 2024 Oct 29;9(1):33. DOI: 10.1038/s41536-024-00375-x.

Źródło: npj Regenerative Medicine
DOI: 10.1038/s41536-024-00375-x