Воспалительное заболевание кишечника (ВЗК) поражает 1.6 миллионов человек в США, вызывающие боль в животе, диарею, запор, ректальное кровотечение и другие потенциально изнурительные симптомы.
Болезнь Крона и язвенный колит являются наиболее распространенными формами ВЗК, аутоиммунного состояния, которое, как считается, развивается на основе генетических факторов и факторов окружающей среды.
Микробы, колонизирующие кишечник, вероятно, являются важным фактором окружающей среды. В большинстве случаев эти бактерии полезны для человека. Однако некоторые бактерии могут проникать через защитный слой слизи, покрывающий внутреннюю оболочку кишечника.
Ученые предположили, что при правильных условиях такие бактерии проникают в слизистую оболочку кишечника, побуждая иммунные клетки атаковать и повредить кишечник.
Но исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Луи обнаружил, что эти битвы могут начинаться по-разному, и это открытие может привести к лучшему лечению ВЗК. Работая на мышах, они показали, что определенные бактерии не являются прямыми борцами в этом конфликте; вместо этого бактерии производят мелкие частицы, которые могут попасть в слизистую оболочку кишечника и спровоцировать агрессивный ответ иммунной системы.
"Вы можете сравнить эти частицы, известные как везикулы, с истребителями, выпущенными с бактериального корабля-носителя," сказал соавтор Чистина Хики, доктор медицинских наук, научный сотрудник. "Наличие более точного представления о том, как эти форсунки вызывают начало приступа, должно помочь нам разработать более эффективные способы предотвращения симптомов ВЗК."
Результаты исследователей указывают на бактериальный фермент, который может быть мишенью для лечения ВЗК.
Исследование появится 13 мая в Cell Host & Микроб.
В рамках исследования соавторы Тад Стаппенбек, доктор медицины, доктор философии, профессор патологии и иммунологии, и Пол Аллен, доктор философии, Роберт Л. Крок, профессор патологии и иммунологии, работал с мышами, которых они генетически изменили, чтобы развить состояние, подобное очень раннему началу ВЗК. Это заболевание, которое может вызывать более серьезные симптомы, чем взрослые формы заболевания, обычно диагностируется в возрасте до 6 лет. Часто это вызвано редкими генетическими мутациями.
С Эриком Мартенсом, доктором философии из Мичиганского университета, исследователи изучали виды бактерий, которые, как известно, вызывают воспаление толстой кишки у мышей. Они подозревали, что Bacteroides thetaiotaomicron (B. тета) разлагает слизь, выстилающую внутреннюю часть кишечника, позволяя бактериям проникать в ткань кишечника, встречаться с иммунными клетками и вызывать иммунный ответ, который приводит к воспалению кишечника, которое характеризует ВЗК.
Вместо этого, к своему удивлению, они обнаружили, что бактерии остаются в кишечнике, а везикулы, создаваемые бактериями, проникают в ткани кишечника. Эти пузырьки представляют собой крошечные сферические карманы, которые отделяются от внешних мембран бактерий. Пузырьки перемещаются от бактерий в ткани хозяина, где они взаимодействуют с иммунными клетками.
"Иммунным клеткам не нужно сталкиваться с бактериями, чтобы вызвать воспаление – все, что им нужно сделать, это столкнуться с пузырьками," Стаппенбек сказал. "Мы не осознавали, что это возможно, и думаем, что это открытие может изменить наше представление не только о ВЗК, но и о других аутоиммунных расстройствах и инфекционных заболеваниях."
Исследование показало, что в состав частиц входит бактериальный белок, вызывающий воспаление. По словам ученых, лекарство, блокирующее этот белок, может помочь предотвратить выход пузырьков из кишечника и способствовать развитию ВЗК.