Открытие: чувствительные к боли нейроны кишечника защищают его от воспаления
Недавнее исследование Weill Cornell Medicine обнаружило, что чувствующие боль нейроны защищают кишечник от воспаления и связанного с ним повреждения тканей, регулируя таким образом живущее в кишечнике микробное сообщество. Ученые, чей отчет опубликован 14 октября в журнале Cell, обнаружили в доклинической модели, что чувствительные к боли нейроны в кишечнике выделяют молекулу, называемую субстанцией P., которая, по-видимому, защищает от воспаления кишечника и связанного с этим повреждения тканей, увеличивая популяцию полезных микробов. Исследователи также обнаружили, что у людей с воспалительным заболеванием кишечника (inflammatory bowel disease, IBD) количество этих чувствительных к боли нервов уменьшается одновременно со значительными нарушениями в их сигнальных генах.
«Эти результаты полностью меняют наше представление о хронических воспалительных заболеваниях и открывают совершенно новый подход к терапевтическому вмешательству», — заявил руководитель и старший автор исследования, доктор Дэвид Артис (David Artis) Института исследований воспалительных заболеваний кишечника Джилл Робертс (The Jill Roberts Institute for Research in Inflammatory Bowel Disease), директор Центра Фридмана по питанию и воспалению (Friedman Center for Nutrition and Inflammation) и профессор иммунологии Майкла Корса (Michael Kors Professor of Immunology) в Weill Cornell Medicine.
Первый автор исследования, доктор Вэнь Чжан (Wen Zhang), научный сотрудник лаборатории Артиса, добавил, что «определение ранее неизвестной сенсорной функции этих конкретных нейронов, влияющих на микробиоту, добавляет новый и высокий уровень понимания взаимодействий между хозяином и микробиотой».
Фактически IBD охватывает два различных заболевания – болезнь Крона и язвенный колит, и, как полагают, ими болеет несколько миллионов человек только в США. Обычно лечение осуществляется препаратами, которые непосредственно воздействуют на элементы иммунной системы. Теперь ученые узнали, что кишечные бактерии и другие микробы также помогают регулировать воспаление кишечника.
Как показали в последние годы лаборатория доктора Артиса и другие лаборатории, нервная система, которая «подключена» к большинству органов, является еще одним мощным регулятором иммунной системы на барьерных поверхностях тела. В новом исследовании доктор Артис и его команда специально изучили болевые нейроны, иннервирующие (т.е., расширяющие) свои нервные окончания в кишечник.
Эти иннервирующие кишечник болевые нейроны, тела которых располагаются в нижней части позвоночника, экспрессируют поверхностный белок, называемый TRPV1, служащий рецептором для сигналов, связанных с болью. Например, TRPV1 может быть активирован высокой температурой, кислотой и соединением перца чили с капсаицином, и мозг переводит эту активацию в чувство жгучей боли. Исследователи обнаружили, что подавление этих рецепторов TRPV1 в кишечных нервах или удаление нейронов, экспрессирующих TRPV1, приводило к гораздо более сильному воспалению и повреждению тканей на моделях мышей с IBD. И наоборот – активация рецепторов оказывала защитный эффект.
Исследователи заметили, что обострение воспаления и повреждение тканей у мышей с блокировкой TRPV1 были связаны с изменениями в относительных популяциях различных видов кишечных бактерий. Когда эту измененную бактериальную популяцию трансплантировали нормальным мышам, она вызывала такое же ухудшение восприимчивости к воспалению и повреждению. Напротив, лечение антибиотиками широкого спектра действия может обратить эту восприимчивость даже у мышей с блокировкой TRPV1. Полученный впервые результат продемонстрировал, что нервы, экспрессирующие TRPV1, защищают кишечник, главным образом, помогая поддерживать здоровую популяцию кишечных микробов.
Ученые также обнаружили убедительные доказательства того, что большая часть этого влияния на микробы нервов, экспрессирующих TRPV1, исходит от молекулы, выделяемой нервами, называемой субстанцией P., которая, как они наблюдали, может сама по себе обратить вспять большинство вредных эффектов блокирования TRPV1. Эксперименты также показали, что передача сигналов между нейронами и микробами была двусторонней — некоторые виды бактерий могли активировать нервы, экспрессирующие TRPV1, чтобы заставить их производить больше вещества P.
Чтобы подтвердить актуальность для человека, исследователи изучили ткань кишечника пациентов с IBD и обнаружили аномальную активность генов TRPV1 и субстанции P., а также меньшее количество признаков нервов TRPV1 в целом. «У этих пациентов были повреждены чувствительные к боли нервы, что могло способствовать их хроническому воспалению», — пояснил доктор Чжан.
Как именно молекула Р. оказывает свое влияние на популяцию кишечных микробов и как эти микробы «отвечают», — это вопросы, на которые исследователи сейчас пытаются найти ответы в текущих исследованиях. Но полученные результаты показывают, что противовоспалительные препараты следующего поколения для лечения IBD и других заболеваний могут представлять собой соединения, воздействующие на нервную систему.
«Многие современные противовоспалительные препараты работают только у некоторых пациентов, и фармацевтические компании действительно не знают, почему это происходит», — говорит доктор Артис. «Но, похоже, ответ найден сделанным открытием. Возможно, непонимание заключалось в том, что при хроническом воспалении мы видели только часть картины, теперь же – все остальное, включая роль нервной системы».
Источник: https://www.sciencedaily.com/
17.10.2022