Опубликовано : Окт 26, 2019

Исследование показывает молекулярную роль микробов в болезни Крона

Исследование показывает молекулярную роль микробов при болезни Крона
                Ruminococcus gnavus. Предоставлено: Сюзанна М. Гамильтон, Broad Communications; Мэтью Хенке

Изменения в микробиоме кишечника долгое время были связаны с болезнью Крона и другими формами воспалительного заболевания кишечника (ВЗК), но биология этих связей оставалась мутной. Исследователи из Брод-института, Массачусетской больницы общего профиля (MGH) и Гарвардской медицинской школы (HMS) обнаружили, что одна бактерия, Ruminococcus gnavus, которая связана с болезнью Крона, выделяет полисахарид определенного типа (или цепочку молекул сахара). ), который вызывает иммунный ответ.
                                                                                       

Это исследование, опубликованное в Известиях Национальной академии наук, является одним из первых исследований, посвященных изучению механизмов, лежащих в основе хорошо известной ассоциации между кишечным микробом и болезнями человека.

«Это отличная молекула, представляющая потенциальную связь между кишечными микробами и воспалительным заболеванием», — сказал первый автор Мэтью Хенке, научный сотрудник лаборатории исследования, соответствующий автор и старший научный сотрудник Broad Institute Джон Кларди из Harvard Medical. Школа.

«Появляются все новые и новые исследования корреляции между бактериями в микробиоте и болезнями», — говорит Кларди, профессор биологической химии и молекулярной фармакологии в HMS Хсиен Ву и Дейзи Йен Ву. «Некоторые были очень сильными, некоторые были слабыми, но это были действительно все корреляции».

Около 2 миллионов американцев страдают от воспалительного заболевания кишечника (ВЗК), включая болезнь Крона. Предыдущая работа, проведенная в лаборатории члена Института широкого профиля и со-директора Программы по инфекционным болезням и микробиомам Рамнику Ксавье, доказала, что во время некоторых вспышек болезни Крона численность R. gnavus может подскочить с менее чем одного процента кишечной микробиоты до более чем 50 процентов.

«Этот эксперимент был корреляционным экспериментом. А связан с Б. Теперь задача состояла в том, чтобы добраться до причинно-следственной связи», — сказал Ксавье, который также является профессором медицины Курта Иссельбахера в HMS, директором Центра вычислительных и интегративных исследований. Биология и сотрудник отдела молекулярной биологии MGH, а также со-директор Центра микробиомной информатики и терапии в Массачусетском технологическом институте.

Исследователи, включая Ксавье, Кларди и Хенке, хотели определить, является ли связь между Кроном и Р. Гнавусом чем-то большим, чем корреляция. Была ли это просто ассоциация или были молекулярные механизмы, с помощью которых бактерии способствовали вспышкам болезней?

После выращивания в лаборатории колоний R. gnavus они охарактеризовали все молекулы, продуцируемые бактериями, чтобы выяснить, не было ли что-либо провоспалительным. Один полисахарид, состоящий в основном из рамнозы, сахара, не знакомого иммунной системе человека, противодействует иммунной системе, активируя цитокин TNF-α. Используя различные методы, заимствованные из химии, Хенке определил, что полисахарид состоит из двух разных сахаров: цепей глюкозы, выступающих из позвоночника, состоящего из рамнозы.

После обнаружения структуры они исследовали геном R. gnavus и определили гены, ответственные за создание полисахарида. Будущие эксперименты будут изучать, сверхэкспрессируются ли эти гены перед вспышкой Крона.

«Если мы сможем отследить одного пациента и увидеть, что гены этого полисахарида экспрессируются до того, как симптомы болезни ухудшатся, это действительно мощно», — сказал Хенке. «Это предполагает, что, возможно, полисахарид способствует вспышкам заболеваний».

Если эта теория окажется верной, исследователи могут быть на пути к разработке новых методов лечения крона и подобных воспалительных заболеваний, направленных на рост R. gnavus или его способности продуцировать этот воспалительный полисахарид.

Воздействие микробиома является широким, и эти результаты применимы не только при болезни Крона. «Теперь, когда мы разработали эту методологию, мы можем быстро пройти через другие бактерии и выяснить, как микробиом играет роль в содействии химии болезни», — сказал Ксавье.

Это исследование одним из первых изучило молекулярные механизмы корреляции между микробиомом и здоровьем человека.

«Многое действительно проделано для каталогизации бактерий, грибков и вирусов в нас», — сказал Хенке. «Но воздействие на здоровье малых молекул, белковых продуктов и химических веществ, которые они производят, еще не полностью задокументировано. Мы очень долго думали, что микробы играют пассивную роль в нашей биологии, но это определенно меняется». р>

Spread the love

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *