Для поддержания здоровья кишечника пищеварительная система человека использует два основных вида макрофагов. Одна группа, воспалительные макрофаги, атакует патогены, а другая, невоспалительные макрофаги, восстанавливает ткани и способствует заживлению. При болезни Крона этот баланс нарушается. Когда преобладают воспалительные макрофаги, возникает стойкое воспаление, которое повреждает стенки кишечника и вызывает боль и другие симптомы.
Ученые из Медицинской школы Калифорнийского университета разработали новый метод, сочетающий искусственный интеллект (ИИ) с передовыми инструментами молекулярной биологии, чтобы выяснить, что определяет, станет ли макрофаг воспалительным или восстановительным. Их исследование также проливает свет на загадку, которая десятилетиями ставила учёных в тупик: как ген NOD2 влияет на этот процесс. Открытый в 2001 году ген NOD2 стал первым геном, связанным с повышенным риском развития болезни Крона.
Компьютерный анализ выявил генетическую сигнатуру, состоящую из 53 генов, которая позволяет чётко различать агрессивные воспалительные макрофаги и те, что отвечают за восстановление тканей. Один из этих 53 генов кодирует белок под названием гирдин. Исследователи обнаружили, что в невоспалительных макрофагах определённая часть белка NOD2 прикрепляется к гирдину. Это взаимодействие помогает контролировать воспаление, уничтожать вредные бактерии и способствует заживлению тканей. Однако при наиболее распространённой мутации гена NOD2, вызывающей болезнь Крона, удаляется участок, с которым обычно связывается гирдин. Без этой связи система становится несбалансированной и склоняется к хроническому воспалению.
Чтобы подтвердить свои выводы, учёные сравнили мышиные модели болезни Крона, у которых отсутствовал белок гирдин, с теми, у которых он всё же был. У мышей, у которых отсутствовал гирдин, развилось сильное воспаление кишечника и изменился микробиом, а многие из них умерли от сепсиса.
Полученные в рамках исследования результаты объясняют, как важнейшая генетическая мутация вызывает воспаление, и могут помочь в разработке новых методов лечения, направленных на восстановление утраченной связи между гирдином и NOD2.
By