Хроническое расстройство, встречающееся только в странах с низким и средним уровнем дохода, требует изучения для понимания его на молекулярном уровне

Прочитано: 181 раз(а)


Исследование пациентов с хроническим заболеванием кишечника помогло демистифицировать, но не полностью решить загадочное расстройство, которое широко распространено в странах с низким и средним уровнем дохода, но практически не встречается в более богатых регионах мира.

Состояние называется экологической энтеропатией. Несмотря на то, что это относительно распространенное заболевание, оно остается загадочной болезнью, и лекарства от нее пока не видно. Кишечные расстройства характеризуются воспалением без явной диареи, возникающим в основном у людей, которые длительное время подвергались воздействию плохих санитарных условий и гигиены.

Патологически наибольшее влияние расстройство оказывает на ворсинки тонкой кишки, похожие на пальцы выступы, которые тесно связаны с поглощением питательных веществ. Вместо обычной конфигурации ворсинки у этих больных притуплены и воспалены. Расстройство затрагивает миллионы детей и взрослых во всем мире и является фактором риска для множества дополнительных изнурительных побочных эффектов. Ученые связывают это состояние с повторным воздействием бактерий, поражающих кишечный тракт.

«Экологическая энтеропатия — это субклиническое заболевание тонкой кишки, которое широко распространено в странах с низким и средним уровнем дохода », — пишет вычислительный биолог Коннер Куммерлоу вместе с большой группой коллег из Массачусетского технологического института.

В своей статье в журнале Science Translational Medicine Куммерлоу отмечает, что экологическая энтеропатия вызывает значительное количество побочных эффектов. «Считается, что это ключевой фактор, способствующий недоеданию у детей, задержке роста и снижению реакции на пероральные вакцины».

Тем не менее, вмешательства, основанные на выполнении санитарно-гигиенических мероприятий, до сих пор не смогли предотвратить экологическую энтеропатию. Еще более загадочным является то, что усилия по разработке методов лечения зашли в тупик из-за плохого понимания основных механизмов этого состояния.

Не испугавшись отсутствия обширного каталога данных об экологической энтеропатии, Куммерлоу и его коллеги решили изучить расстройство на молекулярном и клеточном уровне , чтобы понять его самые основные корни. Поиски могут помочь привлечь внимание к огромному количеству забытых болезней в целом и вдохновить на новые исследования, чтобы лучше понять их. В отличие от экологической энтеропатии — хронического заболевания, не связанного с диареей, — многие другие запущенные состояния вызывают острую опасную для жизни диарею. Как и экологическая энтеропатия, все они тесно связаны с плохой санитарией и гигиеной.

В макромасштабе неадекватное снабжение чистой водой, нехватка туалетов, ненадлежащая гигиена и отсутствие общественных санитарных мер во многих частях мира слились воедино, создав непрекращающиеся цепочки инфекций, от которых страдают десятки миллионов людей.

Открытая дефекация, загрязненная вода и недостаточное мытье рук лежат в основе приступов диареи, вызываемой бактериями, амебами и паразитическими червями. По словам мировых экспертов в области здравоохранения, передача этих организмов обычно происходит фекально-оральным путем.

На протяжении более двух десятилетий Организация Объединенных Наций продвигала программы WASH — аббревиатура от слов «вода, санитария и гигиена» — в рамках усилий агентства по улучшению состояния окружающей среды и искоренению болезней, которые можно предотвратить, часто с помощью простых мер.

По оценкам, 1 миллиард человек во всем мире до сих пор испражняется в открытых полях. И что еще более поразительно, десятки миллионов людей во всем мире — примерно 750 миллионов человек — не имеют ежедневного доступа к чистой питьевой воде. В последние годы, по данным ООН, ежедневно от диареи умирает около 2300 человек, в основном дети. Учитывая масштабы вредного воздействия окружающей среды, не случайно хроническое заболевание — экологическая энтеропатия — становится все более серьезной глобальной проблемой здравоохранения.

В своем отчете по научной трансляционной медицине Куммерлоу и команда Массачусетского технологического института изучили клеточные и молекулярные признаки экологической энтеропатии и провели секвенирование РНК у 11 человек из Лусаки, Замбия, у всех из которых была диагностирована экологическая энтеропатия.

Ученые дополнительно секвенировали РНК взрослых контрольных особей из США и Южной Африки. Их цель состояла в том, чтобы сравнить образцы трех групп и определить биологическое воздействие заболевания, вызванного разрушительными условиями окружающей среды.

«Было показано, что секвенирование одноклеточной РНК является мощным инструментом для понимания патофизиологии многочисленных заболеваний», — утверждает Куммерлоу, который обратился к методу секвенирования РНК, зная, что он может выявить молекулярные признаки ремоделирования эпителия в тонком кишечнике людей. с экологической энтеропатией.

«Мы нанесли на карту клеточные и молекулярные корреляты экологической энтеропатии, выполнив высокопроизводительное секвенирование одноклеточной РНК на 33 биопсиях тонкой кишки от 11 взрослых с экологической энтеропатией в Лусаке, Замбия — восемь ВИЧ-отрицательных и три ВИЧ-положительных; шесть взрослые без экологической энтеропатии в Бостоне, США, и двое взрослых в Дурбане, Южная Африка», — отметил Куммерлоу.

У замбийских пациентов тесты исследования выявили поврежденные эпителиальные клетки и поврежденные ворсинки. Обширные ряды пальцевидных структур располагаются внутри внутренних стенок тонкой кишки. Их роль в кишечнике заключается в поглощении переваренной пищи. Каждая ворсинка содержит сеть кровеносных сосудов, расположенных близко к ее поверхности, через которые всасываются питательные вещества.

Куммерлоу и его команда смогли связать классические сигнатуры экологической энтеропатии, особенно низкорослые кишечные ворсинки, с необычно высоким количеством поверхностных клеток слизистой оболочки и нарушениями на всем протяжении тонкой кишки.

Кроме того, исследование показало, что у людей с экологической энтеропатией были нарушения в двух ключевых сигнальных путях. Пути WNT и MAPK были нарушены, и наблюдалась чрезмерная воспалительная активность с участием подмножества резидентных в тканях Т-клеток памяти.

Инициалы WNT представляют собой сумку, полученную из терминов Wingless и Int-1. В здоровых клетках сигнальный путь WNT может использовать либо близлежащую межклеточную передачу сигналов, либо передачу сигналов внутри отдельных клеток. Повреждение сигнального пути WNT может привести к серьезным заболеваниям, таким как опухоли молочной железы, предстательной железы и головного мозга. Нарушения путей также связаны с диабетом 2 типа.

MAPK расшифровывается как митоген-активируемая протеинкиназа. Митоген представляет собой небольшой биологически активный белок или пептид, который запускает клетку, чтобы начать клеточное деление. Этот путь, известный как киназа MAP или передача сигналов MAPK, участвует в управлении клеточными ответами на разнообразные стимулы, такие как митогены, осмотический стресс, тепловой шок и провоспалительные цитокины.

Куммерлоу и команда Массачусетского технологического института пришли к выводу, что терапевтическое лечение, направленное на эти пути, может стать методом медицинского вмешательства для людей, у которых диагностирована экологическая энтеропатия.

«Сравнивая образцы экологической энтеропатии двенадцатиперстной кишки с образцами из трех контрольных когорт, мы выявили нарушение регуляции передачи сигналов WNT и MAPK в эпителии экологической энтеропатии и повышенную экспрессию генов провоспалительных цитокинов в подмножестве Т-клеток, в высокой степени экспрессирующих транскрипционные сигнатуры резидентных клеток памяти в тканях. когорта экологической энтеропатии», — добавил Куммерлоу, отметив, что в целом «наша работа выясняет эпителиальные и иммунные корреляты экологической энтеропатии и назначает клеточные и молекулярные мишени для вмешательства».

 

Хроническое расстройство, встречающееся только в странах с низким и средним уровнем дохода, требует изучения для понимания его на молекулярном уровне



Новости партнеров