Účinek operace hubnutí na kmenové buňky.

Stupňující se pandemie obezity a diabetes mellitus 2. typu (T2DM) patří mezi celosvětově nejničivější zdravotní krize. Prevalence obezity (index tělesné hmotnosti (BMI) > 30 kg/m^2) je celosvětově téměř 1 miliarda jedinců a odhaduje ji Centrum pro kontrolu nemocí na 37,7 procenta dospělé populace ve Spojených státech. Mezinárodní diabetologická federace odhaduje, že přes 400 milionů jedinců na celém světě má T2DM a očekává se, že toto číslo vzroste do roku 2040 na více než 600 milionů. Dieta, cvičení a léky, jako je metformin, byly dlouho základním kamenem terapie T2DM. Bohužel dlouhodobý úspěch v kontrole T2DM zůstává zklamáním, a to i s novými léky, jako jsou analogy glukagonu podobného peptidu-1 (GLP-1) (Liraglutid) a inhibitory sodno-glukózového kotransportéru 2 (SGLT2) (glifloziny). ), adekvátní kontrola glykémie zůstává v nedohlednu. Nakonec se u pacientů s T2DM rozvinou závažné kardiovaskulární komplikace, jako je onemocnění periferních tepen, srdeční infarkt a mrtvice. Kvůli stárnutí populace a nedostatku kurativních terapií v této oblasti roste prevalence a ekonomická zátěž obezity a T2DM. V současné době se náklady na lékařskou péči u nemocí souvisejících s obezitou ve Spojených státech odhadují na 147 - 185 miliard USD ročně. Proto se neustále hledají kurativní terapie pro boj s obezitou a T2DM.

Bariatrická chirurgie je stále více uznávána jako jedna z nejúčinnějších intervencí, která pacientům pomáhá dosáhnout významného a trvalého úbytku hmotnosti a zlepšení metabolického zdraví. Trvalá ztráta 20–25 procent tělesné hmotnosti (35–45 kilogramů) je běžná u pacientů, kteří dostávají Roux-en-y Gastrický bypass (RYGB) nebo Gastrektomii s vertikálním rukávem (VSG) ve srovnání s <5 procenty u pacientů s nejlepší nechirurgickou léčbou. . Mechanismy hubnutí po bariatrické operaci jsou multifaktoriální a zahrnují změny v příjmu potravy, sytosti, změny střevních hormonů a adaptace žlučových kyselin. Taková drastická ztráta hmotnosti je také spojena se zlepšením chronických zánětlivých onemocnění, včetně aterosklerózy a T2DM. Bariatrická chirurgie skutečně vede ke zlepšení glykemické kontroly a potenciální remisi T2DM. Nedávno studie nezávisle na sobě uváděly významné snížení glykémie nalačno a glykovaného hemoglobinu (HbA1C) u >80 procent pacientů podstupujících bariatrický chirurgický výkon. Ke zlepšení T2DM běžně dochází během dnů až týdnů po chirurgickém zákroku ještě předtím, než je pozorován podstatný úbytek hmotnosti. Konečně, nežádoucí kardiovaskulární příhody, obvykle spojené s obezitou a T2DM, byly po bariatrické operaci sníženy ve srovnání s konvenčními terapiemi. Navzdory těmto fenomenálním úspěchům zůstávají mechanismy řídící zvrat diabetu po bariatrické operaci velkou neznámou.

Obezita, tvorba aterosklerotických plátů a rozvoj T2DM jsou všechny spojeny se zvýšeným zánětem. Obezita zahrnuje zvýšení počtu zánětlivých imunitních buněk (makrofágů M1), které jsou přítomny během remodelace tukové tkáně. Ve funkčním protikladu ke zvýšené imunitě je reparační role tkáňově specifických kmenových buněk. Kmenové buňky, které jsou ústředním bodem všech regeneračních procesů, se nacházejí v každé tkáni v těle se schopností sebeobnovy a tvorby nových typů buněk, které podporují údržbu nebo opravu tkání. V této funkci lze kmenové buňky považovat za „dirigenty orchestru“, které koordinují nesčetné množství buněk a signálů zapojených do regenerační reakce. Během chronických onemocnění, jako je T2DM, však neúnavný zánět a oxidační poškození vedou k vyčerpání kmenových buněk a dysfunkci a závažnost zranění převáží schopnost reagovat. Například tuková tkáň obsahuje heterogenní směs kmenových a progenitorových buněk, které jsou pravděpodobně postiženy zánětem spojeným s obezitou. Podobně cirkulující hematopoetické a endoteliální progenitorové buňky, které se podílejí na údržbě a opravě krevních cév, vykazují aberantní sekreční a cévní formativní funkce, které jsou negativně ovlivněny chronickou hyperlipidémií a hyperglykémií. Tento koncept nazývaný "vyčerpání kmenových buněk" je stále více uznáván během chronických onemocnění, protože počet cirkulujících kmenových a progenitorových buněk a/nebo regenerační funkce jsou změněny zánětlivým prostředím u pacientů s obezitou/T2DM.

Zůstává nejasné, zda lze po bariatrické operaci obnovit snížený počet cirkulujících kmenových buněk nebo aberantní regenerační funkci. Výzkumníci nedávno vytvořili nové metodiky pro hodnocení zánětlivého stavu (stav makrofágů M1 / ​​M2) a obsahu a funkce cirkulujících progenitorových buněk provedením podrobných analýz průtokovou cytometrií pomocí aldehyddehydrogenázy (ALDH, detoxikační enzym a konzervovaná funkce kmenových buněk) v kombinaci s buněčnou analýzy povrchových markerů. Pozoruhodné je, že výzkumníci prokázali, že obsah cirkulujících progenitorových buněk a obsah zánětlivých makrofágů M1 jsou u pacientů s T2DM ve srovnání se zdravými kontrolami stejného věku vyšší. Poprvé lze vyhodnotit účinnost bariatrické chirurgie na buněčné úrovni a prozkoumat funkce regeneračních kmenových buněk, které ovlivňují obezitu a T2DM. Objasnění stavu kmenových buněk po bariatrické operaci poskytne pohled na pravděpodobnost relapsu T2DM nebo návratu do obézního stavu a poskytne potenciální mechanismus pro zlepšení kardiovaskulárního zdraví. Tato studie bude schopna stanovit vztah mezi zvratem obezity, T2DM a nepříznivými kardiovaskulárními příhodami s obnovou regeneračních kmenových buněk spojených s protizánětlivou a proangiogenní funkcí.

Vyšetřovatelé předpokládají, že bariatrická chirurgie zvýší obsah cirkulujících pro-vaskulárních progenitorových buněk a sníží systémový zánět obnovením rovnováhy makrofágů M1/M2.