Микроб может спровоцировать первые стадии язвенного колита: новое исследование

Медицинские исследователи традиционно рассматривают язвенный колит как заболевание, вызванное сверхактивным иммунным ответом или повреждением эпителиального барьера кишечника.

Но новое исследование показало, что болезнь может начаться раньше, когда обычно скрытый слой иммунных клеток под слизистой оболочкой кишечника начинает истончаться. В частности, исследование, опубликованное в Наука и под руководством ученых из Нанкинского университета, Китай, выявили штамм Аэромонас бактерии, которые избирательно повреждали макрофаги, находящиеся в этом слое.

Профессор гастроэнтерологии Медицинской школы Нанкинского университета и соавтор исследования Миншэн Чжу сказал, что аэролизин, вырабатываемый Аэромонас Бактерии могут быть инициирующим фактором язвенного колита, разрушая макрофагальный барьер.

Гастроэнтеролог AIIMS Дели Винит Ахуджа назвала работу «знаковым исследованием», которое показало, насколько хорошо микробные триггеры могут формировать воспалительные заболевания кишечника (одной из форм которых является язвенный колит).

«Микробиом может быть, а может и не быть основной причиной, но, тем не менее, он является очень важным триггером», — сказал он.

Первый удар

Исследователи получили хирургические образцы толстой кишки от 17 пациентов с язвенным колитом. Там они обнаружили, что плотность макрофагов в областях, которые под микроскопом казались неповрежденными, на самом деле снизилась примерно на 67% по сравнению со здоровым контролем.

Поскольку эти клетки располагались прямо под слизистой оболочкой кишечника, их потеря не была видна при обычном сканировании или эндоскопии, поэтому ранние повреждения легко не заметить. Эти сторожевые клетки обычно уничтожают бактерии, проникающие через поверхность эпителия, и помогают поддерживать иммунный баланс. Их истощение, как предположили авторы исследования, представляет собой раннее нарушение, которое может подготовить почву для последующих воспалительных каскадов.

Команда обнаружила эту уязвимость в подмножестве Аэромонас бактерии, которые могли производить аэролизин, порообразующий токсин, который оказался значительно более эффективным против макрофагов, чем против эпителиальных клеток. Токсин также сначала оставил клетки поверхности кишечника практически нетронутыми, воздействуя на макрофаги задолго до того, как можно было обнаружить какое-либо повреждение эпителия. Лабораторные тесты показали, что значительная часть образцов фекалий пациентов выделяла токсичные факторы макрофагов, а последующие проверки показали, что аэролизин является основным фактором.

В ходе более масштабного скринингового исследования ученые обнаружили Аэромонас у 72% пациентов с язвенным колитом, но только у 12% здоровых людей из контрольной группы, и что часть пациентов может быть переносчиком вредных разновидностей бактерии. Для них терапия, нацеленная Аэромонас или его аэролизин может представлять собой персонализированный подход к лечению, сказал профессор Чжу.

Отметив, что авторы «разработали элегантную серию экспериментов» для проверки своей гипотезы, Гилаад Каплан, гастроэнтеролог и эпидемиолог из Университета Калгари в Канаде, также подчеркнул, что данные о людях были перекрестными. Это означает, что исследователи пока не могут сказать, является ли производство аэролизина Аэромонас появляется до заболевания или размножается из-за него. Такие факторы, как курение, диета и воздействие антибиотиков, также могут влиять на микробный состав.

Как падает щит

Чтобы понять эффекты аэролизина, команда использовала мышиные модели. Воздействие аэролизина быстро истощало кишечные макрофаги и делало животных очень восприимчивыми к химически индуцированному колиту, который приводил к воспалению, диарее и потере веса. Однако у мышей, колонизированных версией бактерии с дефицитом аэролизина, тяжелое заболевание не развилось, как и у мышей, свободных от микробов. Это говорит о том, что значение имеют как токсин, так и благоприятная микробная среда.

Полученные результаты соответствуют более широкой закономерности, которую исследователи наблюдали в исследованиях микробиома. Профессор прикладной микробиологии Университета Рутгерса Липин Чжао сказал, что здоровая кишечная экосистема естественным образом сопротивляется колонизации вредными захватчиками из-за стабильной экологической структуры, которую он назвал «двумя конкурирующими гильдиями». У здоровых людей «основная гильдия» микробов, которые ферментируют волокна и производят короткоцепочечные жирные кислоты, поддерживает кислотность, поддерживает слизистый барьер и потребляет кислород — все эти условия исключают организмы, производящие токсины.

«Когда эта система нарушается из-за инфекции, антибиотиков или длительной диеты с низким содержанием клетчатки, основная гильдия ослабевает, а гильдия патобионтов расширяется», — сказал он.

Анализ его команды 38 наборов данных по 15 заболеваниям опубликовано в прошлом году в Клетка пришли к выводу, что этот сдвиг создает метаболические и иммунные условия, которые благоприятствуют условно-патогенным бактериям, связанным с воспалением. В этих условиях даже редкие захватчики окружающей среды, такие как особи Аэромонас штамм может колонизироваться.

Профессор Чжу сказал, что эта модель дестабилизации также была отражена в их собственных экспериментах на мышах.

Новые пути лечения

Профессор Ахуджа сказал, что эта работа также усиливает аргументы в пользу микробиомной терапии язвенного колита, включая таргетные стратегии, такие как антитела, нейтрализующие токсины. Это важная перспектива, поскольку современные препараты, модифицирующие иммунную систему, дороги, имеют значительные побочные эффекты и приносят пользу только 50-60% пациентов.

Результаты нового исследования также открывают потенциальные возможности диагностики. Если будущие тесты смогут подтвердить, что отдельные группы пациентов с язвенным колитом содержат токсин, продуцирующий Аэромонас штамм, врачи однажды смогут классифицировать пациентов по микробному подтипу. У мышей антитела, нейтрализующие аэролизин, предотвращали возникновение колита и даже частично улучшали течение уже установленного заболевания, что указывает на возможные вмешательства, направленные на токсин.

Наконец, по словам экспертов, исследование указывает на новый способ мышления о том, как начинается болезнь: уязвимость формируется задолго до появления симптомов, что подтверждает идею о том, что «лечение» микробиома однажды может быть столь же важным, как и подавление воспаления.

Однако многое также остается неопределенным. Хотя профессор Каплан заявил, что результаты были провокационными и добавили «интересный аспект к продолжающимся исследованиям микробных факторов воспаления», в настоящее время нет эпидемиологических доказательств, связывающих Аэромонас воздействие язвенного колита. Исследователям потребуются долгосрочные исследования, чтобы выяснить, помогает ли бактерия запустить болезнь или, по его словам, является «просто пассажиром в поездке».

По словам профессора Ахуджи, Индия также проводит крупные клинические испытания фекальной трансплантации и модификации диеты при воспалительных заболеваниях кишечника, финансируемые Индийским советом медицинских исследований. Эта инфраструктура могла бы создать первые платформы, на которых можно было бы изучить будущие механистические идеи, например, те, которые были подняты в новом исследовании.

Анирбан Мукхопадьяй — генетик по образованию и научный пропагандист из Нью-Дели.

Опубликовано – 31 декабря 2025 г., 05:30 по восточному стандартному времени.