Painonpudotusleikkauksen vaikutus kantasoluihin.

Liikalihavuuden ja tyypin 2 diabetes mellituksen (T2DM) leviävät pandemiat ovat yksi tuhoisimpia terveyskriisejä maailmanlaajuisesti. Liikalihavuutta (BMI) > 30 kg/m^2) esiintyy maailmanlaajuisesti lähes miljardilla ihmisellä, ja Center for Disease Controlin arvion mukaan 37,7 prosenttia Yhdysvaltojen aikuisväestöstä. Kansainvälinen diabetesliitto arvioi, että maailmanlaajuisesti yli 400 miljoonalla ihmisellä on T2DM, ja tämän määrän odotetaan nousevan yli 600 miljoonaan vuoteen 2040 mennessä. Ruokavalio, liikunta ja lääkkeet, kuten metformiini, ovat pitkään olleet T2DM-hoidon kulmakivi. Valitettavasti pitkäaikainen menestys T2DM:n hallinnassa on edelleen pettymys, ja jopa uusilla lääkkeillä, kuten glukagonin kaltaisilla peptidi-1:n (GLP-1) analogeilla (liraglutidilla) ja natriumglukoosin rinnakkaiskuljettaja 2:n (SGLT2) estäjillä (gliflotsiinit). ), riittävä glykeeminen hallinta on edelleen vaikeasti saavutettavissa. Lopulta T2DM-potilaille kehittyy vakavia kardiovaskulaarisia komplikaatioita, kuten ääreisvaltimotauti, sydänkohtaus ja aivohalvaus. Väestön ikääntymisen ja tämän alueen parantavien hoitomuotojen niukkuuden vuoksi liikalihavuuden ja T2DM:n esiintyvyys ja taloudellinen taakka on kasvussa. Tällä hetkellä liikalihavuuteen liittyvien sairauksien sairaanhoidon kustannukset Yhdysvalloissa arvioidaan 147-185 miljardiksi dollariksi vuodessa. Siksi etsitään jatkuvasti parantavia hoitoja liikalihavuuden ja T2DM:n torjumiseksi.

Bariatrinen kirurgia tunnustetaan yhä enemmän yhdeksi tehokkaimmista interventioista, jotka auttavat potilaita saavuttamaan merkittävän ja jatkuvan painonpudotuksen ja parantamaan aineenvaihdunnan terveyttä. Pysyvä 20–25 prosentin painonpudotus (35–45 kiloa) on yleistä potilailla, jotka saavat Roux-en-y Gastric Bypass (RYGB) tai Vertical Sleeve gastrectomia (VSG) verrattuna alle 5 prosenttiin parhaiden ei-kirurgisen lääketieteellisen hoidon potilaiden kohdalla. . Bariatrisen leikkauksen jälkeiset painonpudotuksen mekanismit ovat monitekijäisiä ja sisältävät muutoksia ravinnon saannissa, kylläisyyden tunteessa, suoliston hormonien muutoksia ja sappihapposopeutuksia. Tällainen raju painonpudotus liittyy myös kroonisten tulehdussairauksien, mukaan lukien ateroskleroosin ja T2DM:n, paranemiseen. Itse asiassa bariatrinen kirurgia johtaa parantuneeseen glykeemisen hallintaan ja T2DM:n mahdolliseen remissioon. Äskettäin tehdyt tutkimukset ovat raportoineet itsenäisesti paastoveren glukoosin ja glykoituneen hemoglobiinin (HbA1C) merkittävästä laskusta yli 80 prosentilla potilaista, jotka saavat bariatrista leikkausta. T2DM:n paraneminen tapahtuu yleensä päivien tai viikkojen kuluessa leikkauksesta, jopa ennen kuin huomattavaa painonpudotusta havaitaan. Lopuksi haitalliset sydän- ja verisuonitapahtumat, jotka yleensä liittyvät liikalihavuuteen ja T2DM:ään, vähenivät bariatrisen leikkauksen jälkeen perinteisiin hoitoihin verrattuna. Näistä ilmiömäisistä onnistumisista huolimatta diabeteksen palautumisen mekanismit bariatrisen leikkauksen jälkeen ovat suurelta osin tuntemattomia.

Liikalihavuus, ateroskleroottisen plakin muodostuminen ja T2DM:n kehittyminen liittyvät kaikki kohonneeseen tulehdukseen. Liikalihavuuteen liittyy tulehduksellisten immuunisolujen (M1-makrofagien) lisääntyminen, joita esiintyy rasvakudoksen uusiutuessa. Toiminnallinen vastakohta kohonneelle immuniteetille on kudosspesifisten kantasolujen korjaava rooli. Kaikille regeneratiivisille prosesseille keskeisiä kantasoluja löytyy jokaisesta kehon kudoksesta, ja niillä on kyky uusiutua itsestään ja tuottaa uusia solutyyppejä, jotka edistävät kudoksen ylläpitoa tai korjausta. Tässä ominaisuudessa kantasoluja voidaan pitää "orkesterin johtajina", jotka koordinoivat lukemattomia soluja ja signaaleja, jotka osallistuvat regeneratiiviseen vasteeseen. Kuitenkin kroonisten sairauksien, kuten T2DM:n, aikana säälimätön tulehdus ja oksidatiiviset vauriot johtavat kantasolujen ehtymiseen ja toimintahäiriöihin, ja vamman vakavuus ylittää kyvyn reagoida. Esimerkiksi rasvakudos sisältää heterogeenisen seoksen kanta- ja kantasoluja, joihin liikalihavuuteen liittyvä tulehdus todennäköisesti vaikuttaa. Samoin kiertävät hematopoieettiset ja endoteelisolut, jotka osallistuvat verisuonten ylläpitoon ja korjaamiseen, osoittavat poikkeavia eritys- ja verisuonia muodostavia toimintoja, joihin krooninen hyperlipidemia ja hyperglykemia vaikuttavat negatiivisesti. Tämä käsite, jota kutsutaan "kantasolujen uupumukseksi", tunnustetaan yhä enemmän kroonisten sairauksien aikana, koska liikalihavuus-/T2DM-potilaiden tulehdusympäristö muuttaa kiertävien kanta- ja esisolujen lukumäärää ja/tai regeneratiivista toimintaa.

Epäselväksi jää, voidaanko vähentynyt kiertävien kantasolujen määrä tai poikkeava regeneratiivisuus palauttaa bariatrisen leikkauksen jälkeen. Tutkijat ovat äskettäin kehittäneet uusia menetelmiä tulehduksellisen tilan (M1/M2-makrofagistatus) ja kiertävien esisolujen sisällön ja toiminnan arvioimiseksi suorittamalla yksityiskohtaisia ​​virtaussytometrisiä analyyseja käyttäen aldehydidehydrogenaasia (ALDH, detoksifikaatioentsyymi ja konservoitunut kantasolutoiminto) yhdessä solun kanssa. pintamerkkiaineanalyysit. Erityisesti tutkijat ovat osoittaneet, että kiertävien progenitorisolujen pitoisuus ja tulehduksellisten M1-makrofagien pitoisuus ovat lisääntyneet potilailla, joilla on T2DM verrattuna ikäisiin terveisiin kontrolleihin. Ensimmäistä kertaa voidaan arvioida bariatrisen leikkauksen tehokkuutta solutasolla ja tutkia lihavuuteen ja T2DM:ään vaikuttavia regeneratiivisia kantasolutoimintoja. Kantasolujen tilan selvittäminen bariatrisen leikkauksen jälkeen antaa käsityksen T2DM:n uusiutumisen tai liikalihavaan tilaan palaamisen todennäköisyydestä ja tarjoaa mahdollisen mekanismin sydämen ja verisuonten terveyden parantamiseksi. Tämä tutkimus pystyy määrittämään suhteen liikalihavuuden, T2DM:n ja haitallisten sydän- ja verisuonitapahtumien kumoamisen välillä anti-inflammatoriseen ja angiogeeniseen toimintaan liittyvien regeneratiivisten kantasolujen palautumisen välillä.

Tutkijat olettavat, että bariatrinen kirurgia lisää kiertävien, pro-vaskulaaristen progenitorisolujen määrää ja vähentää systeemistä tulehdusta palauttamalla M1/M2-makrofagitasapainon.