MIT’in yeni bir çalışmasına göre, sistein amino asit açısından zengin bir diyet, ince bağırsakta gençleştirici etkiler yaratabilir. Araştırmacılar, bu amino asitin kök hücrelerin yeni bağırsak dokularını yeniden büyütmesine yardımcı olan bir bağışıklık sinyal yolunu açabileceğini keşfetti.
Bu gelişmiş rejenerasyon, kanser tedavisi gören hastalarda sıklıkla ortaya çıkan radyasyondan kaynaklanan yaralanmaların iyileşmesine yardımcı olabilir. Araştırma farelerde yapıldı, ancak gelecekteki araştırmalar insanlarda benzer sonuçlar gösterirse, diyet veya takviye yoluyla yüksek miktarda sistein verilmesi, hasar görmüş dokunun daha hızlı iyileşmesine yardımcı olacak yeni bir strateji sunabilir, araştırmacılar söylüyor.
“Çalışma, bu hastalara sistein açısından zengin bir diyet veya sistein takviyesi verirsek, kemoterapi veya radyasyon kaynaklı yaralanmayı biraz azaltabileceğimizi öneriyor,” diyor MIT Kök Hücre Girişimi direktörü, MIT’de biyoloji doçenti ve MIT’in Koch Entegre Kanser Araştırma Enstitüsü üyesi Ömer Yılmaz. “Buradaki güzellik, sentetik bir molekül kullanmıyoruz; doğal bir diyet bileşiğini kullanıyoruz.”
Önceki araştırmalar, düşük kalorili diyetler dahil olmak üzere bazı diyetlerin bağırsak kök hücre aktivitesini artırabileceğini göstermiş olsa da, yeni çalışma bağırsak hücrelerinin yenilenmesine yardımcı olabilecek tek bir besin tespit eden ilk çalışmadır.
Yılmaz, bugün Nature dergisinde yayımlanan çalışmanın kıdemli yazarıdır. Koch Enstitüsü doktora sonrası araştırmacısı Fangtao Chi, makalenin baş yazarıdır.
Rejenerasyonu artırmak
Diyetin genel sağlığı etkileyebileceği iyi bilinmektedir: Yüksek yağlı diyetler obezite, diyabet ve diğer sağlık sorunlarına yol açabilirken, düşük kalorili diyetlerin birçok türde yaşam süresini uzattığı gösterilmiştir. Son yıllarda, Yılmaz’ın laboratuvarı farklı diyet türlerinin kök hücre yenilenmesini nasıl etkilediğini araştırdı ve yüksek yağlı diyetlerin yanı sıra kısa oruç dönemlerinin kök hücre aktivitesini farklı şekillerde artırabileceğini buldu.
“Yüksek şekerli diyetler, yüksek yağlı diyetler ve düşük kalorili diyetler gibi makro diyetlerin sağlık üzerinde net bir etkisi olduğunu biliyoruz. Ancak granül düzeyde, bireysel besinlerin kök hücre kader kararlarını, doku fonksiyonunu ve genel doku sağlığını nasıl etkilediği konusunda çok daha az şey biliyoruz,” diyor Yılmaz.
Yeni çalışmalarında araştırmacılar, farelere proteinlerin yapı taşları olan 20 farklı amino asidden biriyle yüksek bir diyet vererek başladılar. Her grup için, diyetin bağırsak kök hücre yenilenmesini nasıl etkilediğini ölçdüler. Bu amino asitler arasında, sistein kök hücreler ve öncül hücreler (yetişkin bağırsak hücrelerine farklılaşan olgunlaşmamış hücreler) üzerinde en dramatik etkiye sahipti.
Daha ileri çalışmalar, sisteinin CD8 T hücreleri adı verilen bağışıklık hücresi popülasyonunun aktivasyonuna yol açan bir olay zincirini başlattığını ortaya koydu. Bağırsak tabakasındaki hücreler sindirilmiş gıdadan sistein emdiğinde, onu bağırsaktaki mukozal kaplamaya salınan bir kofaktör olan CoA’ya dönüştürürler. Orada, CD8 T hücreleri CoA’yı emer ve bu da onları IL-22 adlı bir sitokin üretmeye ve çoğalmaya teşvik eder.
IL-22, bağırsak kök hücre yenilenmesinin düzenlenmesinde önemli bir oyuncudur, ancak şimdiye kadar CD8 T hücrelerinin bağırsak kök hücrelerini güçlendirmek için üretebileceği bilinmemişti. Aktive edildiğinde, bu IL-22 salgılayan T hücreleri, bağırsak yüzeyinde oluşabilecek herhangi bir yaralanmaya karşı mücadeleye yardımcı olacak şekilde hazırlanır.
“Burada gerçekten heyecan verici olan, farelere sistein açısından zengin bir diyet vermenin, genellikle IL-22 üretimi ve bağırsak kök regülasyonuyla ilişkilendirilmediğimiz bir bağışıklık hücresi popülasyonunun genişlemesine yol açmasıdır,” diyor Yılmaz. “Sistein açısından zengin bir diyette olan şey, IL-22 üreten hücre havuzunun, özellikle CD8 T-hücre fraksiyonunun artmasıdır.”
Bu T hücreleri genellikle bağırsak tabakasında toplanır, bu yüzden gerektiğinde zaten yerindedirler. Araştırmacılar, CD8 T hücrelerinin uyarılmasının öncelikle sindirim sisteminin başka bir bölümünde değil, ince bağırsakta gerçekleştiğini buldular; bunun nedeni tükettiğimiz proteinin çoğunun ince bağırsak tarafından emilmesinden kaynaklandığını düşünüyorlar.
Bağırsakları iyileştirmek
Bu çalışmada, sistein açısından zengin bir diyetle uyarılan rejenerasyonun, bağırsak tabakasındaki radyasyon hasarını onarmaya yardımcı olabileceğini gösterdiler. Ayrıca, henüz yayımlanmamış çalışmalarda, yüksek sistein diyetinin 5-fluorouracil adlı kemoterapi ilacıyla tedavinin ardından yenileyici bir etkiye sahip olduğu gösterilmiştir. Kolon ve pankreas kanserlerinin tedavisinde kullanılan bu ilaç, bağırsak tabakasına da zarar verebilir.
Sistein, et, süt ürünleri, baklagiller ve kuruyemiş gibi birçok yüksek proteinli gıdada bulunur. Vücut ayrıca kendi sisteini sentezleyebilir; amino asidi metionine’i sisteine dönüştürerek — bu süreç karaciğerde gerçekleşir. Ancak, karaciğerde üretilen sistein tüm vücuda dağılır ve diyette sistein tüketimi gibi ince bağırsakta birikim oluşmaz.
“Yüksek sistein diyetimizde, bağırsak yüksek miktarda sistein gören ilk yerdir,” diyor Chi.
Sisteinin daha önce antioksidan etkileri olduğu gösterilmişti ve bunlar da faydalıdır, ancak bu çalışma bağırsak kök hücre yenilenmesi üzerindeki etkisini gösteren ilk çalışmadır. Araştırmacılar şimdi bunun diğer kök hücre türlerinin de yeni dokuları yenilemesine yardımcı olup olmayacağını araştırmayı umuyorlar. Devam eden bir çalışmada, sisteinin saç foliküllerinin yenilenmesini teşvik edip etmeyeceğini araştırıyorlar.
Ayrıca, kök hücre yenilenmesini etkileyen diğer bazı amino asitleri de daha fazla araştırmayı planlıyorlar.
“Bence bu amino asitlerin hücre kaderini ve ince bağırsak sağlığını ince bağırsak ve bağırsak sağlığını nasıl düzenlediğine dair birçok yeni mekanizmayı keşfedeceğiz,” diyor Yılmaz.
Araştırma kısmen Ulusal Sağlık Enstitüleri, V Vakfı, Kathy ve Curt Mermer Kanser Araştırma Fonu aracılığıyla Koch Enstitüsü Sınır Araştırma Programı, MIT’deki Koch Entegülasyonel Kanser Araştırmaları Enstitüsü ile Amerikan Yaşlanma Araştırmaları Federasyonu Dana-Farber/Harvard Kanser Merkezi arasında bir ortaklık olan Bridge Project tarafından finanse edildi. MIT Kök Hücre Girişimi ve Ulusal Kanser Enstitüsü’nden Koch Enstitüsü Destek (çekirdek) Hibesi.
