Luisvilas Universitātes pētnieki identificējuši mehānismu, ar kura palīdzību zarnu mikrobu radīts dabisks savienojums var aizsargāt zarnu sieniņu un veicināt tās atjaunošanos. Pētījums saistīts ar iekaisīgajām zarnu slimībām (IBD), tostarp Krona slimību un čūlaino kolītu, kas visā pasaulē skar miljoniem cilvēku.

IBD gadījumā ilgstošs iekaisums var bojāt zarnu iekšējo gļotādu. Veselā organismā zarnu barjera ļauj barības vielām nonākt organismā, vienlaikus neļaujot kaitīgām baktērijām izkļūt no zarnām. Kad šī barjera pavājinās, var pastiprināties iekaisums, sāpes un ilgtermiņa komplikāciju risks.

Zarnu mikrobu radīts savienojums aktivizē aizsargceļu

Pētījumu vadīja Venkatakrišna Rao Džala, Luisvilas Universitātes Mikrobioloģijas un imunoloģijas katedras asociētais profesors un universitātes Brauna vēža centra pētnieks. Viņa komanda pētīja urolitīnu A jeb UroA — mikrobu metabolītu, ko zarnu baktērijas rada pēc tādu pārtikas produktu kā granātābolu, valriekstu un ogu sagremošanas.

Darbs, kas publicēts žurnālā Nature Communications, koncentrējas uz ariloglekļūdeņraža receptoru jeb AHR. Šis proteīns darbojas kā sensors, kas reaģē uz apkārtējās vides, uztura un zarnu mikrobu radītiem signāliem. Iepriekš bija zināms, ka AHR aktivizēšana ar noteiktiem vides toksīniem var izraisīt kaitīgu ietekmi, taču uzturā sastopami labvēlīgi savienojumi šo pašu receptoru var izmantot zarnu veselības atbalstam.

Pētnieki secināja, ka AHR iedarbības rezultāts ir atkarīgs no tā, kurās šūnās receptors tiek aktivizēts un cik spēcīgs ir šis signāls. UroA selektīvi aktivizēja AHR zarnu epitēlija šūnās — specializētās šūnās, kas veido un aizsargā zarnu gļotādu.

Iekaisuma sistēma var veicināt audu atjaunošanos

Šajās šūnās AHR aktivizēja šūnu aizsardzības sistēmu, ko dēvē par NLRP6 inflammasomu. Inflammasomas bieži saista ar kaitīgām iekaisuma reakcijām, tomēr pētījums parādīja, ka atbilstošos apstākļos šai sistēmai var būt arī aizsargājoša funkcija.

UroA aktivizētā NLRP6 inflammasoma veicināja tādu molekulu izdalīšanos atbilstošā daudzumā, kas nepieciešamas normālai zarnu darbībai. Tās palīdzēja atjaunot zarnu gļotādu, nostiprināt zarnu barjeru, palielināt aizsargājošo gļotu veidošanos un stiprināt pretmikrobu aizsardzību, nevis pastiprināt iekaisumu.

“Rezultāti parāda, ka ne visi iekaisuma ceļi ir kaitīgi,” norādīja Sweta Goša, kura iepriekš bija pēcdoktorantūras pētniece Džalas laboratorijā un bija pētījuma vadošā izmeklētāja. “Pareizos apstākļos un pareizajās šūnās šie ceļi var būt būtiski zarnu veselības uzturēšanai un audu atjaunošanai.”

Mehānisms tika pārbaudīts šūnu pētījumos, organoīdu modeļos un zarnu audu paraugos no pacientiem ar IBD. Arī cilvēku audu paraugos UroA aktivizēja to pašu aizsargceļu, kas tika novērots citos eksperimentos.

Pētnieki uzskata, ka atklājums nākotnē varētu palīdzēt izstrādāt IBD un citu kuņģa-zarnu trakta slimību ārstēšanu, kas vērsta uz konkrētiem aizsargceļiem noteiktos šūnu tipos, nevis plaši nomāc imūnsistēmu. Jaunais darbs turpina Džalas iepriekšējos pētījumus par UroA labvēlīgo ietekmi uz zarnām, precīzāk skaidrojot, kā šis savienojums mijiedarbojas ar imūnsistēmu.