Исследователи из Луисвиллского университета выяснили, что природное соединение, вырабатываемое кишечными микробами, может помочь защитить кишечник и, возможно, стать основой для новых подходов к лечению воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК).
Воспалительные заболевания кишечника включают болезнь Крона и язвенный колит и поражают миллионы людей по всему миру. Эти заболевания сопровождаются хроническим воспалением и повреждением слизистой оболочки кишечника. В норме кишечный барьер пропускает питательные вещества в организм, препятствуя при этом проникновению вредных бактерий за пределы кишечника. У людей с воспалительным заболеванием кишечника этот защитный барьер может разрушаться, что приводит к воспалению, болям и долгосрочным осложнениям.
Исследованием руководил Венкатакришна Рао Джала, доцент кафедры микробиологии и иммунологии и сотрудник Онкологического центра Брауна при Луисвиллском университете. Его команда изучала уролитин А, или UroA, — природный метаболит, вырабатываемый кишечными бактериями после переваривания таких продуктов, как гранаты, грецкие орехи и ягоды.
Исследователи обнаружили, что UroA активирует защитный механизм в кишечнике, который может помочь поддерживать его здоровье. Их исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, посвящено арилуглеводородному рецептору, или AHR. Этот белок действует как сенсор, реагирующий на сигналы из окружающей среды, поступающие с пищей и от кишечных микробов.
Ученым давно известно, что AHR может оказывать вредное воздействие, если активируется под влиянием определенных токсинов из окружающей среды. В то же время более ранние исследования показали, что полезные пищевые соединения могут активировать тот же рецептор, способствуя поддержанию здоровья кишечника. До недавнего времени исследователи не до конца понимали, почему результаты могут быть такими разными.
Новые данные свидетельствуют о том, что эффект зависит как от локализации, так и от силы активации AHR.
Ученые из Университета Луисвилла обнаружили, что UroA избирательно активирует AHR в эпителиальных клетках кишечника — специализированных клетках, которые формируют и защищают слизистую оболочку кишечника. Когда AHR активируется в этих клетках, запускается система клеточной защиты, называемая инфламмасомой NLRP6. Инфламмасомы часто ассоциируются с разрушительными воспалительными реакциями, но исследователи обнаружили, что при определенных условиях эта система может играть и защитную роль.
Когда UroA активировал инфламмасому NLRP6 в эпителиальных клетках кишечника, это приводило к высвобождению необходимого количества молекул, участвующих в нормальном функционировании кишечника. Эти молекулы помогали восстанавливать слизистую оболочку кишечника, укреплять кишечный барьер, увеличивать выработку защитной слизи и усиливать антимикробную защиту, не провоцируя дополнительное воспаление.
По словам ученых, это первое исследование, показывающее, как природный продукт, вырабатываемый микроорганизмами, может взаимодействовать с собственными системами реагирования организма, регулируя сложные молекулярные и клеточные процессы при повреждении кишечника. Такое взаимодействие может помочь сохранить здоровье кишечника и ограничить повреждение тканей.
“Полученные данные свидетельствуют о том, что не все воспалительные процессы вредны. При определенных условиях и в определенных клетках эти процессы могут играть важную роль в поддержании здоровья кишечника и способствовать восстановлению тканей”, — говорит Света Гош, постдокторант лаборатории Джалы и руководитель исследования.
Команда протестировала этот механизм, используя несколько экспериментальных подходов, в том числе клеточные исследования, органоидные модели и образцы тканей кишечника пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника. В образцах тканей человека UroA активировал тот же защитный механизм, который наблюдался в других экспериментах.
Полученные данные позволяют предположить, что будущие методы лечения воспалительных заболеваний кишечника и других желудочно-кишечных заболеваний могут быть направлены на конкретные защитные механизмы в отдельных типах клеток, а не на подавление иммунной системы в целом.
“Это исследование помогает нам лучше понять, как природные соединения, образующиеся в результате взаимодействия между рационом питания, кишечными микробами и организмом, могут влиять на развитие заболеваний. Определив этот конкретный защитный механизм, мы сможем разработать более целенаправленные терапевтические подходы, которые будут восстанавливать баланс в кишечнике, а не подавлять иммунные реакции в целом”, — говорит Джала.
Ранее Джала руководил исследованием, в ходе которого было выявлено благотворное влияние UroA на микрофлору кишечника. Новая работа основывается на этих результатах и более подробно объясняет, как UroA взаимодействует с иммунной системой, поддерживая здоровье кишечника.
Луисвиллский университет. Пер.: PSYCHOL-OK.RU
