Два новых подтипа болезни Крона: ключ к индивидуальной терапии
Болезнь Крона долгое время оставалась загадкой для ученых из-за своего разнообразия и сложности. Однако, благодаря последним исследованиям, ученым удалось создать более точную модель заболевания, что позволит преодолеть существующие ограничения в разработке новых терапий. Открытие двух новых подтипов болезни Крона приближает нас к созданию персонализированных методов лечения, которые будут подбираться индивидуально для каждого пациента.
Об исследовании
В данном исследовании ученые разработали инновационный подход к изучению болезни Крона (БК), создав органоиды, полученные непосредственно от пациентов (PDO). Эти миниатюрные модели кишечника позволили провести глубокий анализ молекулярных механизмов, лежащих в основе заболевания, и открыть новые пути для разработки эффективных терапевтических стратегий.
Исследование, проведенное в Центре воспалительных заболеваний кишечника Калифорнийского университета в Сан-Диего, охватило 34 пациента с БК, 10 пациентов с язвенным колитом (ЯК) и 9 здоровых добровольцев. Возраст пациентов с БК варьировался от 20 до 74 лет, при этом 52% были мужчинами и 74% относились к европеоидной расе. Большинство пациентов (64%) предоставили образцы тканей из толстой или подвздошно-толстой кишки, а 23% были биологически наивными. Для классификации БК использовалась Монреальская классификация, которая выявила преобладание подтипов B1 (35%), B2 (39%) и B3 (26%).
Исследователи создали органоиды из взрослых стволовых клеток, полученных при биопсии толстой кишки пациентов с БК. Полученная коллекция органоидов стала ценным ресурсом для изучения заболевания. Ученые провели комплексный анализ органоидов, используя мультиомные подходы, включая анализ транскриптома и генома. Кроме того, было проведено сопоставление данных, полученных при анализе органоидов, с клиническими характеристиками пациентов и данными о реакции органоидов на различные лекарственные препараты.
Для глубокого изучения клеточных механизмов заболевания были применены высокопроизводительные методы, такие как анализ отдельных клеток и секвенирование РНК. Было проанализировано 154 000 генетических вариантов, ассоциированных с БК или воспалительными заболеваниями кишечника (ВЗК). Для оценки фенотипа органоидов применялись световая и количественная флуоресцентная микроскопия, иммунофлуоресценция, трансэпителиальное электрическое сопротивление (TEER), просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ), конфокальная визуализация, проточная цитометрия, иммуноферментный анализ (ИФА), а также методы оценки пролиферации, апоптоза и старения клеток.
Результаты исследования позволили выявить новые молекулярные механизмы, лежащие в основе развития БК, и охарактеризовать различные фенотипы органоидов, отражающие гетерогенность заболевания. Полученные данные открывают новые перспективы для разработки персонализированных терапевтических стратегий, направленных на коррекцию нарушенных молекулярных процессов в кишечнике пациентов с БК.
Результаты исследования
Ученым удалось идентифицировать два различных подтипа заболевания: иммунодефицитный инфекционный тип (IDICD) и стресс-индуцированный и стареющий фибростенозный тип (S2FCD). Каждый из этих подтипов характеризуется уникальными молекулярными особенностями и патофизиологическими механизмами.
Иммунодефицитный инфекционный тип (IDICD)
IDICD продемонстрировал ослабленный иммунный ответ на бактериальные инфекции. Органоиды этого типа характеризуются нарушением функции клеток Панета, отвечающих за поддержание кишечного микробиома, а также повышенной пролиферацией и гибелью клеток. Часто у пациентов с IDICD обнаруживаются мутации в генах NOD2 и ATG16L1, которые связаны с повышенным риском развития БК.
Стресс-индуцированный и стареющий фибростенозный тип (S2FCD)
S2FCD показал значительный окислительный стресс и преждевременное старение клеток кишечника. Органоиды этого типа демонстрируют морфологические изменения, такие как утолщение и сужение кишечной стенки, а также мутации в гене YAP1-IL-18, связанные с воспалением.
Персонализированные терапевтические стратегии
Исследователи испытали различные лекарственные препараты на обоих подтипах. Так, пакритиниб (ингибитор JAK) успешно замедлил процесс старения в органоидах S2FCD, а метформин продемонстрировал аналогичный эффект. С другой стороны, препарат PAR5359 улучшил бактериальный клиренс в органоидах IDICD, но не оказал влияния на старение. Пробиотики и постбиотики также продемонстрировали положительный эффект на функцию кишечного барьера.
Заключение
Результаты исследования подчеркивают важность персонализированного подхода к лечению БК. Идентификация различных подтипов заболевания и понимание их молекулярных особенностей открывают новые возможности для разработки более эффективных и безопасных терапевтических стратегий. Использование органоидов в качестве модели заболевания позволяет изучать влияние различных лекарственных препаратов на клетки пациентов и ускорять процесс разработки новых лекарств.
