Кишечные бактерии запускают механизм защиты тканей толстой кишки — новое исследование

Микробиом кишечника — огромная экосистема из триллионов бактерий и других микроорганизмов, живущих в желудочно-кишечном тракте человека — играет ключевую роль в защите тканей толстой кишки от повреждений. К такому выводу пришли исследователи, участвовавшие в международном научном проекте под руководством специалистов Cedars-Sinai Health Sciences University. Результаты работы опубликованы в авторитетном научном журнале Cell.

Учёные обнаружили, что определённые бактерии кишечника запускают важный биологический процесс, который защищает ткани толстой кишки от воспалений и повреждений. Это открытие может помочь лучше понять механизмы развития различных кишечных заболеваний, включая воспалительные болезни кишечника.

По словам руководителя исследования, доктора медицины и философии Офира Кляйна, исполнительного директора Cedars-Sinai Guerin Children's и старшего автора работы, результаты исследования открывают новые перспективы для разработки терапий, направленных на восстановление ключевых молекулярных сигналов в наиболее уязвимых областях толстой кишки.

Как микробиом формирует структуру толстой кишки

Толстая кишка состоит из четырёх основных отделов: восходящей, поперечной, нисходящей и сигмовидной. Ранее учёные уже знали, что эти участки выполняют разные функции и имеют различную предрасположенность к заболеваниям. Однако причины таких различий оставались не до конца понятными.

Новое исследование показало, что формирование особенностей различных отделов толстой кишки регулируется микробиомом кишечника. Учёные выявили ключевую молекулу — никотиновую кислоту, которую производят определённые бактерии кишечника. Именно она играет важную роль в формировании различий между участками толстой кишки.

Никотиновая кислота, также известная как ниацин, относится к группе витаминов B3. Она участвует в превращении пищи в энергию и поддерживает здоровье клеток организма.

Эксперименты на животных

Для проверки своей гипотезы исследователи провели эксперименты на лабораторных мышах. Они сравнили животных с нормальным микробиомом и мышей, полностью лишённых кишечных бактерий.

Результаты показали, что у мышей с нормальным микробиомом бактерии активно вырабатывали никотиновую кислоту в верхнем отделе толстой кишки. Эта молекула запускала защитный механизм в клетках кишечника, который снижал риск повреждений тканей.

У мышей без микробиома уровень никотиновой кислоты был крайне низким. В результате клетки верхнего отдела толстой кишки становились гораздо более уязвимыми к повреждениям и заболеваниям.

Подтверждение на человеческих тканях

Чтобы проверить, распространяется ли этот механизм на людей, исследователи изучили образцы тканей толстой кишки человека. Они обнаружили, что разные участки кишечника человека имеют региональные особенности, аналогичные тем, которые наблюдались у мышей.

Особенно интересные результаты были получены при анализе образцов пациентов с болезнью Крона — хроническим воспалительным заболеванием кишечника. У таких пациентов защитный механизм, связанный с действием никотиновой кислоты, был значительно ослаблен.

По словам первого автора исследования, постдокторанта Университета Калифорнии в Сан-Франциско Джереми Риспаля, результаты подчёркивают важность изучения взаимодействия между организмом человека и его микробиомом с учётом особенностей отдельных участков кишечника, а не как единого органа.

Перспективы для медицины

Учёные считают, что полученные данные могут стать основой для разработки новых методов лечения кишечных заболеваний. В частности, перспективным направлением может стать восстановление баланса микробиома и стимуляция выработки защитных молекул в уязвимых областях кишечника.

Тем не менее исследователи подчёркивают, что для окончательного понимания механизмов этого защитного эффекта и создания новых терапевтических подходов потребуются дополнительные научные работы.