Truyền tin chéo giữa tế bào miễn dịch và tế bào gốc của ruột giúp duy trì đường ruột khỏe mạnh

Ở góc độ phân tử, ruột là nơi khá ồn ào, ở đó tất cả các tế bào cơ thể người và vi sinh vật giao tiếp với nhau cùng duy trì một cộng đồng tế bào dồi dào và khỏe mạnh. Chìa khóa cho cộng đồng này là các tế bào gốc của ruột (ISCs), những tế bào nguyên sơ tạo thành nhiều loại tế bào khác nhau giúp ruột hoạt động một cách bình thường. Các nhà nghiên cứu biết rằng các tế bào biểu mô lót thành ruột và các tế bào trung mô tạo nên các mô liên kết của ruột “trò chuyện” với các ISC, nhưng không rõ liệu hệ miễn dịch có góp mặt trong cuộc hội thoại hay không. Thử thách đặt ra là xác định xem các bên là ai, và chúng đóng góp những gì.

Báo cáo trong Cell, nhóm các nhà nghiên cứu tại Viện Broad nói rằng họ đã phát hiện ra một dạng truyền tin chéo mới, xảy ra giữa tập con của các tế bào ISC và các tế bào T trợ giúp (Th) tại ruột. (Tế bào Th giúp định hướng hoạt động của các tế bào miễn dịch khác.) Họ nhận thấy các ISC này sản xuất ra MHC II, một phức hợp protein bề mặt cho phép miễn dịch và các tế bào khác giao tiếp, và kích hoạt, các tế bào Th. Cuối cùng, họ phát hiện các ISC này cũng phản ứng với các cytokine được tạo ra bởi các tế bào Th gần đó. (Cytokine là những chất truyền tin hóa học của hệ miễn dịch, được tạo ra để điều hòa các phản ứng tế bào trong trong các trường hợp khác nhau.)

Tuy nhiên, các ISC đáp ứng ra sao phụ thuộc vào loại tín hiệu cytokine mà chúng tiếp nhận. Các Cytokine liên quán tới viêm thúc đẩy ISC phân hóa - tạo ra các loại tế bào khác nhau được tìm thấy ở thành ruột, giúp các mô ruột phản ứng với chấn thương hoặc nhiễm trùng.

Sự xuyên âm giữa các tế bào gốc miễn dịch và ruột có thể giúp duy trì một đường ruột khỏe mạnh

Ngược lại, các ISC đáp ứng với các cytokine điều hòa làm giảm nhẹ phản ứng miễn dịch sau khi nhiễm trùng đã được giải quyết, bằng cách tự tái tạo. Điều này có thể giúp ruột bổ sung và duy trì nguồn chứa ISC sau khi hồi phục.

Để phát hiện các tương tác giữa tế bào này, các nhà nghiên cứu đã kết hợp giải trình tự RNA đơn bào (scRNA-seq, một chuỗi các kỹ thuật hệ gen có khả năng xác định cùng một lúc biểu hiện gen của từng tế bào riêng biệt), nuôi cấy thể cơ quan, mô hình nhiễm vi khuẩn và ký sinh trùng, và các kỹ thuật khác.

Kết quả của nhóm nghiên cứu đã đặt ra một số câu hỏi rằng chính xác là các tế bào gốc của ruột đang truyền loại tính hiệu gì qua MHC II. Liệu chúng có vai trò canh gác, và báo động cho hệ miễn dịch về những tác nhân gây bệnh xâm lấn từ bên ngoài? Đó có phải là cách ra hiệu cho các tế bào Th tiết ra nhiều cytokine thúc đẩy tái tạo hay phân hóa? Nhóm nghiên cứu lưu ý rằng cần đào sâu hơn để tìm ra câu trả lời, nhưng có thể bằng cách nói chuyện với nhau theo cách này, các ISC và tế bào T trợ giúp có thể cùng duy trì sự cân bằng miễn dịch trong ruột.