Studie baner vejen for ny viden om mavetarmsygdomme

Området hvor mavesækken og spiserøret mødes, også kaldet den gastroøsofageale overgang, er ikke designet til vores moderne livsstil. Stress, alkohol, nikotin og svær overvægt udløser ofte patologiske forandringer i slimhindemembranen i dette område, som kan føre til kræft i spiserøret.

Et internationalt hold forskere har nu opnået ny viden om de involverede celler: Hvordan de udvikler sig, kommunikerer med hinanden, og hvordan de reguleres i området, hvor spiserøret munder ud i mavesækken.

Ved hjælp af særligt dyrkede mini-organer, såkaldte organoider, og teknologier, der gør det muligt at spore og fremhæve enkelte celler, har forskerne kunne følge udviklingen af den gastroøsofageale overgang fra embryo- til voksenstadiet i en række forsøg.

Forskningen er netop publiceret i Nature Communications.

Ny viden om udviklingen af mavetarmkanalen

Forskernes resultater kaster lys på, hvor kompleks kommunikationen er på celleniveau, samt på de specifikke pathways, som cellerne bruger, når de kommunikerer med hinanden. Resultaterne giver ny viden om udviklingen af den gastroøsofageale overgang og har derfor stor betydning for forståelsen, forebyggelsen og behandlingen af mavetarmsygdomme. Samtidig giver de den medicinske forskning en ny indgangsvinkel samt nye muligheder for udvikling af nye behandlingsformer.

Lektor Cindrilla Chumduri, som er biolog med speciale i infektioner og kræft på Aarhus Universitet, står bag studiet. De andre medlemmer af forskningsgruppen kommer fra Charité - Universitätsmedizin og Max Planck Instituttet for Infektionsbiologi, begge i Berlin.

”Dette samarbejde understreger vigtigheden af at arbejde på tværs af forskellige faggrupper for at styrke vores forståelse af biologien i det gastroenterologiske område,” siger Cindrilla Chumduri.

Hun har mange års erfaring med at bruge organoider i sin forskning. Hun har bl.a. brugt mini-organer til at undersøge, hvordan celler i livmoderhalsen degenererer og udvikler sig til kræftceller - et andet område, hvor forskellige typer af slimhindecellers veje krydses.

Der hvor forskellige slags overfladevæv mødes

”Spiserørets flerlagede overfladevæv og mavesækkens cylinderformede overfladevæv mødes i den gastroøsofageale overgang,” forklarer Naveen Kumar Nirchal, en af studiets førsteforfattere, postdoc på Aarhus Universitet. Området er kendt som et ’hotspot for udvikling af metaplasi’, dvs. når en type celler erstatter en anden type celler.

Barretts øsofagus, som er forstadiet til kræft i spiserøret, udvikles ofte der. Antallet af tilfælde af Barretts er steget voldsomt i den vestlige verden igennem de sidste 40 år.

”Barretts øsofagus er kendetegnet ved, at det flerlagede overfladevæv i spiserøret overtages af andre celletyper, der ikke normalt findes i vævet,” siger Naveen.

Det er dog stadig uklart, hvorfor lige præcis dette område er så udsat for denne proces. For at vi bedre kan forstå, hvad der ligger bag denne udskiftning af celler, skal vi først forstå den almindelige celledeling helt ned i detaljen – fra embryo- til voksenstadiet.

”Det er den eneste metode til at kortlægge de vævsændringer, der udløser udvikling af sygdommen,” forklarer Rajendra Kumar Gurumurthy fra Max Planck Instituttet for Infektionsbiologi, som også har taget del i studiet.

Helt ny viden om udviklingen af dette område

Ved at bruge en helt ny metode, der kombinerer organoide- og musemodeller med avancerede enkeltcelle transkriptomanalyser af tid og sted har forskerne kastet lys på den komplekse udviklingsproces i den gastroøsofageale overgang.

”Vi har opnået hidtil ukendt viden om de udviklingsprocesser, der sker i dette område, fra embryo-stadiet til voksenstadiet i mus, og vi er lykkedes med at identificere sammensætningen og udviklingen af de berørte celler,” siger ph.d.-studerende Pon Ganish Prakash fra universitetet i Würzburg, som også er en af forskerne bag studiet.

Forskernes arbejde viser den sofistikerede kommunikation mellem de forskellige celletyper i den gastroøsofageale overgang samt de berørte signalveje.

”Denne viden åbner op for ny forskning i gastroenterologiske sygdomme,” siger Cindrilla Chumduri.

Fremfor alt kan den meget præcise enkeltcelleanalyse, der er brugt i studiet, belyse udviklingen af patologiske processer og bane vejen for innovative behandlinger, skriver forskerne bag studiet i artiklen. Forskningen udgør derfor ’en hjørnesten i forståelsen af udviklingen af disse sygdomme’ og vil have stor betydning for, hvordan man tidligt i forløbet kan opdage og behandle sygdomme i denne vigtige del af fordøjelsessystemet.