В зразках калу знайшли мікробний фермент, що викликає захворювання кишечника

Виразковий коліт, підтип запального захворювання кишечника, є хронічним захворюванням товстої кишки, яке вражає майже мільйон людей лише у Сполучених Штатах. Вважається, що це пов’язано з порушенням складу мікробіоти кишечника — бактерій та інших мікробів, які живуть всередині нас, — але жодні наявні методи лікування насправді не спрямовані на ці мікроорганізми.

У дослідженні, опублікованому 27 січня 2022 року в Nature Microbiology, науковці з Каліфорнійської школи медицини в Сан-Дієго виявили клас мікробних ферментів, які викликають виразковий коліт, і продемонстрували потенційний шлях для терапевтичного втручання.

Наукові роботи продовжують демонструвати кореляцію між здоров’ям кишечника та мікробними складовими, але ці тенденції точно не пояснюють, як бактерії викликають захворювання або що лікарі або біологи можуть з цим зробити. Це перше дослідження з експериментальними доказами, які точно визначають специфічний мікроб, що викликає виразковий коліт, клас білка, який він експресує, і перспективне рішення.

Гонсалес, провідний автор дослідження, та його співробітники є лідерами в галузі мультиоміки — підходу, який поєднує найсучасніші геноміки, протеоміку, метаболоміку та пептидоміку, щоб розкрити вміст біологічного зразка з безпрецедентними деталями. Процес «оцифрування» зразка дозволяє команді досліджувати його біологію в різних масштабах і розробляти нові гіпотези прогресування захворювання. Вчені досліджували зразки випорожнень як «надзвичайно інформативні для розуміння хвороби».  

Команда виявила, що приблизно у 40 відсотків пацієнтів із виразковим колітом спостерігається надлишок протеаз — ферментів, які розщеплюють інші білки — що походять із жителя кишечника, мікроорганізма Bacteroides vulgatus. Потім вони продемонстрували, що пересадка фекалій з високим вмістом протеази від пацієнтів-людей мишам, штучно створених без нормальної мікробіоти в травному тракті, викликає коліт у тварин. Однак коліт у таких мишей можливо було значно зменшити шляхом лікування мишей інгібіторами протеази.

Команда припустила, що стресовий фактор у кишечнику, такий як нестача поживних речовин, може збільшити вироблення протеаз, намагаючись використовувати білки як альтернативне джерело поживних речовин. Однак ці бактеріальні протеази можуть пошкоджувати епітелій товстої кишки або слизову оболонку товстої кишки, що робить можливим активацію поруч розташованих імунних клітин та міграцію їх з віддалених областей, щоб потім ще більше загострити перебіг захворювання.

Автори сподіваються, що дослідження надихне майбутню роботу з підтвердження цієї гіпотези та розробки препаратів, що блокують протеази, для використання у людей. Тепер, коли відомо, що конкретне сімейство білків причетне до цієї форми виразкового коліту, за їхніми словами, клініцисти можуть також одного дня використовувати тести на антитіла, щоб швидко визначити, чи є пацієнт хорошим кандидатом для лікування протеазами.

Дослідники сказали, що їхній підхід до аналізу калу та інтеграції мультиомічних даних також може бути використаний для вивчення інших захворювань, включаючи діабет, рак, ревматичні та неврологічні захворювання.

Адаптовано з Mills R. H. et al. Multi-omics analyses of the ulcerative colitis gut microbiome link Bacteroides vulgatus proteases with disease severity. Nat Microbiol. 2022; 7: 262–76 [Електронний ресурс].

Матеріал створено за підтримки ТОВ «Такеда Україна»

Представлений матеріал має інформаційний характер і не є медичною рекомендацією. Обов’язково проконсультуйтеся із лікарем перед прийняттям рішень щодо лікування.