«Основываясь на нашем понимании болезни человека, мы смогли создать ретро-модель глютеновой болезни на мышах», – сказал Бана Джабри, доктор медицины, доктор философии, директор по исследованиям Медицинского центра глютеновой болезни Чикагского университета и старший автор исследования. новое исследование, опубликованное на этой неделе в журнале Nature. "Это первая модель, в которой у мыши развивается повреждение тонкого кишечника только из-за употребления глютена, которое позже может полностью измениться на безглютеновой диете."
Целиакия – это аутоиммунное заболевание, которым страдает около 1% людей во всем мире.
Он вызывает желудочно-кишечные симптомы и повреждение слизистой оболочки тонкого кишечника, когда кто-то ест глютен, белок, содержащийся в зернах, таких как пшеница, ячмень и рожь.
Нет лекарства, и единственное эффективное лечение – это безглютеновая диета, которую трудно поддерживать.
Даже самые осторожные пациенты с глютеновой болезнью могут случайно проглотить глютен через неизвестные ингредиенты в обработанных пищевых продуктах или перекрестное загрязнение из продуктов, содержащих глютен, которые готовятся поблизости или на том же кухонном оборудовании.
Даже при соблюдении строгой безглютеновой диеты у 40% пациентов с глютеновой болезнью по-прежнему наблюдаются признаки воспаления и атрофии ворсинок или повреждения ворсинок, маленьких пальцевидных выступов в тонкой кишке, которые помогают усваивать питательные вещества. Следовательно, лечение, которое может обратить вспять или предотвратить заболевание, крайне необходимо для улучшения качества жизни людей с целиакией.
Сложное взаимодействие способствующих факторов
Ученые не знают точную причину целиакии, но исследователи определили несколько компонентов генетической, иммунной системы и окружающей среды, которые вместе вызывают болезнь. Люди с целиакией имеют один из двух генетических вариантов, HLA-DQ2 и HLA-DQ8, которые являются частью группы генов, которые помогают иммунной системе распознавать чужеродные антигены и вызывать иммунный ответ.
Однако наличия одного из этих вариантов недостаточно для развития болезни.
Основываясь на исследованиях пациентов с глютеновой болезнью, Джабри и ее коллеги предположили, что признаки повреждения тканей, связанные с высоким уровнем воспалительного белка, называемого IL-15, в слизистой оболочке тонкой кишки, должны были вызвать атрофию ворсинок, являющуюся признаком болезни.
Определенные факторы окружающей среды также могут иметь значение. Например, в 2017 году Джабри и ее команда обнаружили, что распространенный и относительно безвредный вирус может вызывать изменения в иммунной системе, которые создают основу для глютеновой болезни.
Все эти факторы работают вместе, чтобы вызвать аутоиммунный ответ, когда кто-то употребляет глютен, который вызывает атрофию ворсинок.
Все части головоломки встают на свои места
Более 20 лет исследователи пытались разработать мышиную модель целиакии, которая бы отражала эти состояния. Однако ни одна из этих моделей не привела к появлению мышей с одним из вариантов гена HLA, у которых также развилась атрофия ворсинок в ответ на глютен.
«При целиакии основным признаком заболевания является разрушение тканей слизистой оболочки тонкого кишечника», – сказала Валери Абади, доктор философии, доцент Калифорнийского университета в Чикаго и ведущий автор исследования. «Эта новая модель мыши HLA-DQ8 уникальна, потому что она единственная, у которой действительно развивается атрофия ворсинок, когда животное действительно ест глютен. Кроме того, когда мышей переводят на безглютеновую диету, их тонкий кишечник может восстановиться и зажить, как и у людей с глютеновой болезнью."
Джабри сказал, что все эти элементы должны присутствовать в исследовательской модели, чтобы действительно отражать состояния, вызывающие заболевания у людей.
«Это похоже на головоломку, в которой разные части должны собраться вместе, чтобы все стало на свои места», – сказал Джабри. "Если у вас есть модель, в которой только одна часть головоломки вызывает болезнь, потому что она находится в лабораторных условиях, вы не можете проверить, как блокировать или мешать другим компонентам. У вас должна быть установка, в которой у вас будет все сложное взаимодействие, которое имеет место для развития глютеновой болезни."
Новая модель мыши представляет собой жизненно важный инструмент для разработки новых методов лечения глютеновой болезни после ее развития или предотвращения ее развития у людей, подверженных риску заболевания. Исследователи смогут определить новые мишени для лекарств, а затем протестировать их на модели, которая точно отражает состояние человека.
«Это было бы невозможно без предварительного проведения исследований на людях, чтобы понять природу болезни», – сказал Джабри. "Теперь, используя модель мыши, мы можем больше задавать вопросы и применять то, что мы узнали, обратно в человеческую систему. Интеграция этих двух подходов очень важна."