Дослідники з Університету Луїсвілля визначили спосіб, за допомогою якого сполуки, які природним чином виробляються кишковими мікробами, можуть допомогти захистити кишечник і потенційно привести до нових підходів до лікування запальних захворювань кишечника (IBD).
IBD включає хворобу Крона та виразковий коліт і вражає мільйони людей у всьому світі. Ці умови включають стійке запалення та пошкодження слизової оболонки кишечника. Зазвичай кишковий бар’єр дозволяє поживним речовинам проходити через організм, допомагаючи запобігти виходу шкідливих бактерій з кишечника. У людей із ЗЗК цей захисний бар’єр може руйнуватися, сприяючи запаленню, болю та довгостроковим ускладненням.
Комплекс кишечника, пов’язаний із захистом кишечника
Дослідження проводилося під керівництвом Венкатакрішна Рао Джала, доцента кафедри мікробіології та імунології та Центру раку UofL Brown. Його команда досліджувала уролітин А, або UroA, природний мікробний метаболіт, що виробляється кишковими бактеріями після перетравлення їжі, включаючи гранати, горіхи та ягоди.
Дослідники виявили, що UroA активує захисний шлях у кишечнику, який може допомогти підтримувати здоров’я кишечника.
Їх дослідження опубліковано в журн Спілкування природи, центри арилуглеводневого рецептора або AHR. Цей білок діє як датчик, який реагує на сигнали навколишнього середовища, дієти та кишкових мікробів.
Вчені роками знали, що AHR може сприяти шкідливим ефектам, коли його активують певні токсини навколишнього середовища. У той же час попередні дослідження показали, що корисні дієтичні сполуки можуть активувати той самий рецептор таким чином, що підтримує здоров’я кишечника. Поки що дослідники не до кінця розуміють, чому результати можуть бути такими різними.
Нові результати показують, що ефект залежить як від місця, так і від сили активації AHR.
Перетворення запальної системи в захисну
Команда Університету Луїсвілля виявила, що UroA активує AHR в епітеліальних клітинах кишечника, які є спеціалізованими клітинами, які формують і захищають слизову оболонку кишечника.
Коли AHR активується в цих клітинах, він запускає систему клітинного захисту, яка називається інфламмасомою NLRP6. Запалення часто пов’язане із запальними реакціями, але дослідники виявили, що ця система також може відігравати захисну роль за правильних умов.
Коли UroA активував інфламмасому NLRP6 в кишкових епітеліальних клітинах, це призвело до вивільнення відповідних рівнів молекул, які беруть участь у нормальній роботі кишечника. Ці молекули допомогли відновити слизову оболонку кишечника, зміцнити кишковий бар’єр, збільшити виробництво захисного слизу та зміцнити антимікробний захист замість того, щоб викликати додаткове запалення.
Дослідники кажуть, що це перше дослідження, яке показує, як природні продукти, виготовлені з мікробів, можуть працювати з власними системами відповіді організму для регулювання складних молекулярних і клітинних процесів під час пошкодження кишечника. Ця взаємодія може допомогти зберегти здоров’я кишечника та обмежити пошкодження тканин.
«Висновки свідчать про те, що не всі шляхи запалення є шкідливими», — сказала Світа Гош, колишня докторантка в лабораторії Джхали та провідний дослідник дослідження. «За правильних умов і в правильних клітинах ці шляхи можуть відігравати важливу роль у підтримці здоров’я кишечника та підтримці відновлення тканин».
Більш цілеспрямований підхід до лікування ЗЗК
Команда перевірила механізм, використовуючи кілька експериментальних підходів, включаючи дослідження клітин, моделей органел і зразків кишкової тканини пацієнтів із ЗЗК. У зразках тканин людини UroA активував той самий захисний шлях, що спостерігався в інших експериментах.
Отримані дані свідчать про те, що майбутні методи лікування ВЗК та інших шлунково-кишкових захворювань можуть бути спрямовані на певні захисні шляхи в окремих типах клітин, а не на загальне пригнічення імунної системи.
«Це дослідження допомагає нам краще зрозуміти, як природні сполуки, що утворюються в результаті взаємодії між дієтою, кишковими мікробами та організмом, можуть впливати на процеси захворювання», — сказала Джала. «Визначивши цей специфічний захисний шлях, ми можемо розробити більш цілеспрямовані терапевтичні підходи, які відновлюють кишковий баланс, а не пригнічують імунну відповідь».
Джала раніше керувала дослідженнями, які визначили сприятливий вплив UroA на кишечник. Нова робота спирається на ці висновки, щоб краще пояснити, як UroA взаємодіє з імунною системою для підтримки здоров’я кишечника.
