Ученые исследовали естественный механизм восстановления воспалительных заболеваний кишечника

Полученные данные свидетельствуют о том, что усиление сигналов в определенных клетках может помочь лечить даже рак толстого кишечника. Результаты научной работы опубликованы в научном журнале Cell Reports.

Актуальность проблемы

Лечение воспалительных заболеваний кишечника является чрезвычайно сложной задачей: гены, микрофлора и нарушенная иммунная функция — все это вносит свой вклад в воспалительный процесс в кишечнике. Исследователи Института Вейцмана (Weizmann Institute) предлагают способ решения этой проблемы. В исследовании на мышах ученые нашли способ инициировать естественный защитный механизм, который побуждает организм облегчить воспаление кишечника.

Материалы и методы обследования

Исследование, проведенное ветеринаром Ноа Штетнером (Noa Stettner), который также является сотрудником в лаборатории Айеле Эреза (Ayelet Erez), сосредоточено на оксиде азота (NO), сигнальной молекуле, участвующей во множестве биологических процессов. Ученые уже давно пытались определить, какую роль играет NO в таких воспалительных состояниях, как болезнь Крона и некротический язвенный колит, но при каких-то обстоятельствах NO не уменьшает воспаление кишечника.

Исследователи Вейцмана предположили, что парадоксальные выводы могут возникнуть, потому что NO имеет разные эффекты в разных типах клеток в кишечнике.

Результаты научной работы

Организм генно-инженерных мышей блокирует продукцию NO исключительно в определенных типах клеток: либо в клетках, образующих внутреннюю оболочку кишечника, либо в иммунных клетках. Ученые обнаружили, что симптомы заболевания, подобного колиту, утяжеляются, когда синтез NO был заблокирован в клетках кишечника; но в то же время они облегчаются, когда NO блокировался в иммунных клетках, особенно в больших клетках, называемых макрофагами.

Ученые пришли к выводу, что с одной стороны воспалительные заболевания кишечника лечатся повышением уровня NO, но с другой стороны это может вызвать побочные эффекты в клетках вне оболочки кишечника. Штеттнер с помощью соавторов в Институте Вейцмана решил разработать метод повышения NO-продукции только в клетках кишечника.

Они полагались на предыдущий вывод Эреза о том, что фермент, называемый ASL, отвечает за выработку аминокислоты аргинина, сырья, из которого организм производит NO. Исследователи обратились к двум природным веществам: физетину, который присутствует в яблоках, хурме и клубнике, и повышает уровень ASL, и цитруллину, содержащемуся в арбузе, свекле и шпинате, который увеличивает активность ASL.

Вместе эти вещества способствовали производству NO исключительно в клетках внутренней оболочки кишечника, в этом случае у мышей симптомы воспалительного заболевания в кишечнике значительно уменьшились.

Лечение также оказало положительное влияние на рак толстой кишки, который, как известно, усугубляется воспалением кишечника. У мышей с опухолями толстого кишечника воспаление значительно снижалось, и их опухоли уменьшались по количеству и размеру после приема добавок.

Выводы

Таким образом ученые пришли к выводу, что этот подход повышает уровень NO во внутренних клетках кишечника, он может помочь лечить воспалительные заболевания кишечника и, возможно, даже уменьшить осложнения рака толстой кишки.

Авторы другого исследования утверждают, что воспаление кишечника связано с болезнью Паркинсона.

Литература

Noa Stettner, et al. Induction of Nitric-Oxide Metabolism in Enterocytes Alleviates Colitis and Inflammation-Associated Colon Cancer // Cell Reports, 2018; 23 (7): 1962 DOI: 10.1016/j.celrep.2018.04.053