В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Cell Reports Medicine, ученые работали с искусственными кишечными тканями, называемыми органоидами, из образцов пациентов с болезнью Крона, чтобы изучить их фенотипические и генотипические особенности.
Болезнь Крона — это хроническое воспалительное заболевание желудочно-кишечного тракта, проявляющееся разными симптомами у разных пациентов. Воспаление при этом заболевании имеет многофакторную природу. В настоящее время отсутствует идеальная модель для его изучения на доклиническом этапе, что осложняет разработку эффективных терапий. Основная сложность заключается в отсутствии точной модели, способной воспроизвести сложность болезни, а также в неопределенности факторов, влияющих на ее разнообразие и развитие.
Об исследовании
В данном исследовании ученые создали органоиды – миниатюрные копии кишечника, выращенные из клеток пациентов с болезнью Крона, чтобы лучше понять причины болезни и разработать более эффективные методы лечения.
Исследование, проведенное в Центре воспалительных заболеваний кишечника Университета Калифорнии в Сан-Диего, включало 34 пациента с болезнью Крона, 10 человек с язвенным колитом и 9 здоровых людей для сравнения. У всех пациентов с болезнью Крона диагноз был подтвержден с помощью эндоскопии, и они предоставили образцы тканей. Возраст участников варьировался от 20 до 74 лет, причем 52% были мужчинами, а 74% – европеоидами. Исследователи классифицировали болезнь на несколько подтипов в зависимости от особенностей заболевания.
Для создания органоидов ученые взяли стволовые клетки из биопсий тканей толстой кишки. Эти органоиды стали важным инструментом для изучения болезни. Ученые анализировали их на молекулярном уровне с помощью сложных методов, таких как анализ генов и клеток, чтобы понять, как заболевание развивается, и проверить, как различные лекарства влияют на клетки органоидов.
Команда использовала передовые технологии, включая анализ отдельных клеток, чтобы исследовать, как клетки реагируют на стресс и делятся. Также они оценили состояние кишечного барьера и процесс старения клеток, что помогает понять механизмы болезни.
Результаты
Результаты исследования показали, что органоиды, созданные из клеток пациентов с болезнью Крона, смогли воспроизвести реальные проявления заболевания. Ученые выявили два типа болезни: один связан с ослабленным иммунитетом и инфекциями (IDICD), а другой — со стрессом и старением клеток (S2FCD). В первом случае иммунная система не справляется с бактериями, а во втором — клетки испытывают окислительный стресс, что приводит к утолщению и сужению стенок кишечника.
Органоиды, связанные с тяжелыми формами болезни, чаще всего принадлежали к типу IDICD. Был обнаружен важный ген PIGR, который увеличивает риск воспалительных заболеваний кишечника. Этот тип также характеризовался плохой защитой от бактерий и активным клеточным обновлением, что способствовало развитию болезни.
Для подтипа S2FCD характерны повреждения клеток, окислительный стресс и воспалительные процессы. Этот тип имеет мутации, связанные с воспалением и нарушениями в структуре клеток кишечника.
Исследователи также протестировали различные лекарства. Например, препарат пакритиниб помог справиться со старением клеток в одном подтипе, а пробиотики и постбиотики восстанавливали барьер кишечника в другом подтипе. Однако эффективность лекарств зависела от конкретного типа болезни Крона.
Это исследование подчеркивает важность индивидуального подхода к лечению, так как различные формы болезни требуют разных терапевтических стратегий. Выявление молекулярных особенностей каждого подтипа поможет разрабатывать персонализированные методы лечения и диагностики.
