Nowe spojrzenie na fizjologię jelit i mukowiscydozę: komórki CHE/BEST4+ jako czujniki pH i neuropody

Zespół badaczy z Yale School of Medicine (USA), The Institute of Cancer Research w Londynie, University of Adelaide (Australia) oraz Women’s and Children’s Hospital w Adelajdzie przedstawił w American Journal of Physiology – Cell Physiology najnowsze wyniki badań nad rzadką subpopulacją komórek nabłonka jelitowego – komórkami CFTR High Expresser (CHE), oznaczonymi markerem BEST4+. Autorami publikacji są m.in. Diego C. dos Reis, Jason Jin, Anderson Santos, Martin Donnelley, David Parsons, Patricia Cmielewski, Nicole Reyne, Alexandra McCarron, Kaelyn Sumigray i Nadia A. Ameen.

Charakterystyka komórek CHE/BEST4+

Dzięki analizie pojedynczych komórek metodą RNA-seq (scRNA-seq) zidentyfikowano, że komórki BEST4+ w jelicie cienkim wykazują wyjątkowo wysoką ekspresję CFTR – białka odpowiedzialnego za transport jonów chlorkowych i wodorowęglanowych, kluczowego w patofizjologii mukowiscydozy. Badania potwierdziły, że komórki te odpowiadają opisanej wcześniej subpopulacji CHE.

Immunolokalizacja białek wykazała, że CHE/BEST4+:

• posiadają wysokie stężenie CFTR, BEST4 i białek neuropodowych,
• gromadzą uroguanylinę (UGN) i receptor cyklazy guanylanowej C (GC-C),
• eksprymują kanał protonowy OTOP2,
• mają długie wypustki bazalne kontaktujące się z neuronami jelitowymi.

Funkcja czujników pH

Eksperymenty na modelach szczurzych wykazały, że w warunkach kwaśnego środowiska jelitowego:

• CFTR, GC-C i OTOP2 przemieszczają się intensywnie do domeny apikalnej komórek CHE,
• komórki te pełnią rolę czujników pH, reagujących na kwasowość treści jelitowej, aktywując mechanizmy wydzielania wodorowęglanów i regulacji równowagi jonowej.

Neuropodowy charakter komórek

Komórki CHE mają cechy neuropodów – komórek nabłonkowych tworzących synapsy z neuronami i przekazujących sygnały sensoryczne z jelita do układu nerwowego. Zidentyfikowano w nich ekspresję genów związanych z neurotransmisją (np. synaptotagmina 3 – SYT3) oraz obecność długich procesów bazalnych łączących się z neuronami w warstwie właściwej błony śluzowej.

Znaczenie w mukowiscydozie

W modelu szczurzym mukowiscydozy z mutacją ΔF508 CFTR:

• ekspresja białka CFTR w domenie apikalnej CHE była znacznie zmniejszona,
• paradoksalnie liczba CHE wzrosła trzykrotnie w porównaniu z jelitem szczurów zdrowych,
• obserwowano wzrost ekspresji GC-C w domenie apikalnej, co sugeruje mechanizm kompensacyjny.

Dane te wskazują, że CHE/BEST4+ odgrywają istotną rolę w patogenezie jelitowej mukowiscydozy, odpowiadając za zaburzenia równowagi pH i mechanizmy sekrecyjne.

Badanie jako pierwsze jednoznacznie potwierdza, że komórki BEST4+ w jelicie cienkim są tożsame z CFTR High Expresser cells i pełnią funkcję neuropodowych czujników pH. Wyniki otwierają nowe kierunki badań nad terapiami ukierunkowanymi na funkcję jelit w mukowiscydozie, zwłaszcza w kontekście zaburzeń regulacji kwasowo-zasadowej i interakcji jelito–układ nerwowy.

Źródło: American Journal of Physiology – Cell Physiology,
„CFTR High Expresser BEST4+ cells are pH-sensing neuropod cells: new implications for intestinal physiology and Cystic Fibrosis disease”
DOI: 10.1152/ajpcell.00082.2025