Воспалительное заболевание кишечника (ВЗК), состояние, которое становится все более распространенным в промышленно развитых странах, характеризуется хроническим воспалением желудочно-кишечного тракта. Хотя исследователи выявили примерно 200 генетических признаков, связанных с этим заболеванием, существует ограниченное понимание конкретных факторов окружающей среды, которые влияют на риск и тяжесть ВЗК.
Новое исследование использует несколько исследовательских платформ для систематического выявления химических веществ окружающей среды, которые влияют на воспаление желудочно-кишечного тракта. Результаты идентифицируют распространенный гербицид пропизамид, который может способствовать воспалению в тонком и толстом кишечнике. Исследование, проведенное учеными из Бригама и женской больницы, одного из основателей системы здравоохранения штата Массачусетс General Brigham, будет опубликовано в журнале Nature.
Воспалительное заболевание кишечника (ВЗК) — это общий термин, который описывает состояния, характеризующиеся хроническим воспалением желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Болезнь Крона и язвенный колит являются двумя наиболее распространенными воспалительными заболеваниями кишечника.
“Известно, что факторы окружающей среды так же важны, как и генетические факторы, для влияния на аутоиммунные и воспалительные заболевания, но нам не хватает метода или платформы для систематического выявления влияния химических веществ-кандидатов на воспаление”, — сказал Франциско Кинтана, доктор философии, соответствующий автор исследования, исследователь в Центре неврологических заболеваний имени Бригама Энн Ромни.
Эта методология позволила идентифицировать химическое вещество, которое разрушает один из естественных ‘тормозов’ организма при воспалении. Этот метод может выявить новые химические вещества-кандидаты для эпидемиологических исследований, а также новые механизмы, регулирующие аутоиммунные реакции. Кроме того, эта платформа также может быть использована для скрининга и разработки терапевтических противовоспалительных препаратов.
Исследование
Исследователи провели свою работу, объединив базы данных по генетике ВЗК с большой базой данных Агентства по охране окружающей среды ToxCast, которая включает биохимические данные о потребительских, промышленных и сельскохозяйственных продуктах. Они определили химические вещества, которые, по прогнозам, модулируют воспалительные пути, а затем использовали новую модель ВЗК рыбок данио, чтобы протестировать эти соединения и определить, улучшают ли они, ухудшают или не влияют на воспаление кишечника. Затем исследователи использовали алгоритм машинного обучения, обученный на изученных соединениях, для выявления дополнительных химических веществ в базе данных ToxCast, которые могут способствовать воспалению. Из 20 лучших кандидатов, 11 из которых используются в сельском хозяйстве, исследователи выбрали для дальнейшего изучения пропизамид, который обычно применяется на спортивных площадках и фруктовых и овощных культурах для борьбы с сорняками.
В последующих исследованиях на клеточных культурах, рыбках данио и мышах исследователи продемонстрировали, что пропизамид влияет на арилуглеводородный рецептор (AHR), фактор транскрипции, который, как впервые сообщил Кинтана в 2008 году, участвует в иммунной регуляции.
В настоящее время исследователи работают над созданием наночастиц и пробиотиков, которые могут воздействовать на выявленный ими воспалительный путь. Активация пути AHR может также иметь значение для лечения других аутоиммунных заболеваний, таких как рассеянный склероз и диабет 1 типа, которые опосредуются аналогичными иммунными клетками (Т-клетками), управляемыми провоспалительным ответом NF-κB-C / EBPβ.
“Выявленный нами противовоспалительный путь AHR может быть усилен для улучшения состояния при заболевании, и в дальнейшем мы могли бы также изучить дополнительные способы деактивации провоспалительного ответа NF-κB-C / EBPβ”, — сказал Кинтана.