Исследование на мышах обнаружило мутацию в гене Gatm и использовало технологию редактирования генов CRISPR / Cas9 для подтверждения этой связи. Исследователи установили, что ген Gatm необходим для быстрого восполнения барьера слизистой оболочки кишечника, который защищает стенку кишечника от воспаления, вызванного бактериями в пищеварительном тракте.«Ген Gatm необходим для синтеза креатина, вещества, вырабатываемого в печени, которое перемещается к барьерным клеткам и позволяет им эффективно использовать энергию», — сказал лауреат Нобелевской премии д-р Брюс Бейтлер, директор Центра исследований Юго-Западного Юта. Генетика защиты хозяина и старший автор исследования, которое было опубликовано на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences.
ВЗК включает хронический или повторяющийся иммунный ответ и воспаление желудочно-кишечного тракта. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, двумя наиболее распространенными воспалительными заболеваниями кишечника являются язвенный колит и болезнь Крона. Хотя язвенный колит ограничен толстым кишечником, болезнь Крона может поражать любую часть пищеварительного тракта.В нормальных условиях организм поддерживает баланс между способностью кишечного тракта реагировать на болезнетворные бактерии и толерантностью к нормальным комменсальным «хорошим» бактериям, которые помогают пищеварению.
Исследователи говорят, что для понимания барьера слизистой оболочки кишечник можно сравнить с полем боя во время затишья в боях. Обычно слизь выстилает кишечник и образует барьер, похожий на демилитаризованную зону. Этот слизистый барьер защищает стенки кишечника как от болезнетворных, так и от полезных бактерий. Однако, если бактерии каким-то образом проходят через этот слой слизи и достигают стенок кишечника, результатом является воспаление, объяснил ведущий автор доктор Эмре Турер, доцент кафедры внутренней медицины из Центра генетики защиты хозяев.
В своих экспериментах мыши с двумя копиями рецессивной мутации Gatm показали симптомы, похожие на людей с ВЗК: диарея, потеря веса и гибель клеток, выстилающих кишечник. По словам исследователей, эти симптомы улучшились, когда мыши получили креатин с питьевой водой.
Исследование показывает, что креатин необходим для обеспечения энергией, необходимой для быстрого восстановления слизистого барьера.«Мутации в этом и других генах, необходимые для мобилизации энергии в клетках, могут быть причиной некоторых случаев ВЗК у людей», — сказал доктор Бейтлер, также профессор иммунологии.
По его словам, исследование выявило несколько других потенциальных генов колита, и влияние этого конкретного гена на энергетические потребности барьерных клеток предполагает новую категорию мутаций, потенциально способных вызвать ВЗК. Каждый ген был обнаружен путем случайного мутагенеза зародышевой линии, то есть мутации были созданы для изучения полученных признаков.«ВЗК — хроническое рецидивирующее заболевание, при котором признаки заживления слизистой оболочки пищеварительного тракта имеют решающее значение для долговременной ремиссии.
Текущая терапия имеет тенденцию сосредотачиваться на уменьшении воспалительной реакции», — сказал доктор Бейтлер. «Однако правильное заживление слизистой оболочки и клеток, выстилающих пищеварительный тракт, необходимо для долговременной ремиссии. Это исследование показывает, что заживление требует эффективного энергетического метаболизма».Кроме того, добавил он, «знание этих генов может помочь нам понять, как ВЗК возникает у людей и как ее лечить».
Ранее в своей карьере доктор Бейтлер обнаружил важное семейство рецепторов, которые позволяют млекопитающим распознавать инфекции, когда они возникают, вызывая мощный воспалительный ответ. За эту работу он получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2011 года.
Сейчас он руководит одной из крупнейших в мире программ по мутагенезу и передовой генетике мышей.