Воспалительные заболевания кишечника (ВЗК), – состояния, характеризующиеся хроническим воспалением желудочно-кишечного тракта, – становятся все более распространенными в промышленно развитых странах. Исследователи выявили около 200 генетических признаков, связанных с этими заболеваниями, однако до сих недостаточно изучено влияние конкретных факторов окружающей среды на риск развития и тяжесть протекания ВЗК.

В новом исследовании, проведенном учеными из Больницы Бригам-энд-Уоменс, члена-основателя Массачусетской многопрофильной медицинской системы Бригама, были задействованы несколько исследовательских платформ в целях систематического выявления химических агентов окружающей среды, которые вызывают воспаление желудочно-кишечного тракта. В результатах исследования, опубликованных в журнале “Нейчур”, особо выделяется пропизамид – широко применяемый гербицид, способный вызывать воспаление в тонком и толстом кишечнике.”Нам известно, что факторы окружающей среды играют такую же важную роль, как и генетические факторы, в развитии аутоиммунных и воспалительных заболеваний, однако у нас до сих пор нет методики или платформы, которая позволила бы систематически оценивать влияние тех или иных химических веществ на воспалительный процесс”, – рассказал автор, отвечающий за переписку, – Франсиско Кинтана, доктор философии, исследователь из Бригамовского Центра неврологических заболеваний имени Энн Ромни, чья лаборатория ранее занималась исследованием факторов окружающей среды, вызывающих нейродегенеративные изменения

“Наша методика позволила выявить химическое вещество, нарушающее один из естественных ‘тормозов’, препятствующих развитию воспаления в организме. Благодаря этой методике мы смогли установить новые химические вещества – кандидаты для эпидемиологических исследований, а также открыть новые механизмы, регулирующие аутоиммунные реакции. Кроме того, эта платформа может применяться для проверки и разработки противовоспалительных медицинских препаратов”

В ходе своей работы исследователи объединили генетические базы данных по ВЗК с крупной базой данных ToxCast Агентства по защите окружающей среды, которая содержит биохимические данные о бытовых, промышленных и сельскохозяйственных продуктах. Ученые выявили химические вещества, которые, согласно их прогнозам, способны модулировать пути воспаления, а затем применили новую модель ВЗК – рыбку данио для тестирования этих соединений и оценки их способности улучшать или ухудшать состояние пациента либо не оказывать никакого влияния на воспаление кишечника.Затем исследователи задействовали алгоритм машинного обучения, который был натренирован на исследуемых соединениях и научился выявлять в базе данных ToxCast другие химические вещества, способные вызывать воспаление. Из 20 самых вероятных кандидатов, 11 из которых используются в сельском хозяйстве, исследователи выбрали для дальнейшего изучения пропизамид, который широко применяется на спортивных площадках, а также при выращивании фруктовых и овощных культур в целях борьбы с сорняками

В ходе последующих исследований на клеточных культурах, рыбках данио и мышах ученые продемонстрировали, что пропизамид нарушает работу рецептора ароматических углеводородов (РАВ). Речь идет о факторе транскрипции, который Кинтана еще в 2008 году описал как участника механизма иммунной регуляции. В своей работе исследователи установили, что РАВ поддерживает гомеостаз кишечника, подавляя второй провоспалительный путь (NF-κB – C/EBPβ-зависимый ответ). Ранее было доказано, что C/EBPβ генетически связан с ВЗК, а в рассматриваемом исследовании описан конкретный механизм, с помощью которого генетический биомаркер усиливает воспалительную реакцию кишечника.В настоящее время исследователи работают над созданием наночастиц и пробиотиков, способных оказывать целевое воздействие на обнаруженный воспалительный путь. В частности, Управление США по контролю за продуктами питания и медицинскими изделиями недавно одобрило крем для местного применения против псориаза под названием “тапинароф”, действие которого основано на активации противовоспалительного пути, связанного с РАВ. Это повышает надежду на разработку аналогичного лекарства против ВЗК за счет использованию того же механизма. Кроме того, активация связанного с РАВ пути может оказаться полезной при лечении других аутоиммунных заболеваний, таких как рассеянный склероз и диабет I типа, в развитии которых участвуют аналогичные иммунные клетки (Т-клетками), связанные с провоспалительным ответом NF-κB – C/EBPβ

“Выявленный нами противовоспалительный путь, связанный с РАВ, можно усилить чтобы облегчить течение заболевания, а в дальнейшем мы могли бы также исследовать дополнительные способы деактивации провоспалительного ответа NF-κB – C/EBPβ, – сообщил Кинтана. – Получая новые данные о факторах окружающей среды, способствующих развитию заболевания, мы можем разрабатывать стратегии на уровне штата и на общегосударственном уровне по ограничению воздействия этих факторов. Некоторые вещества представляются нетоксичными при испытаниях в базовых условиях, однако мы до сих пор ничего не знаем о хроническом воздействии малых количеств этих веществ на протяжении десятилетий или на ранних стадиях развития.”

Более подробно: Франсиско Кинтана (Francisco Quintana). “Выявление факторов окружающей среды, способствующих развитию кишечного воспаления”. Журнал “Нейчур” (Nature) (2022 г.). 

DOI: 10.1038/s41586-022-05308-6.

www.nature.com/articles/s41586-022-05308-6

Материал предоставлен Больницей Бригам-энд-Уоменс

Ссылка в формате APA: “Химические вещества из окружающей среды, повышающие риск развития воспалительного заболевания кишечника” (19 октября 2022 г.); получено 22 ноября 2022 г. из следующего источника: https://medicalxpress.com/news/2022-10-environmental-chemicalsinflammatory-bowel-disease.html