Ксантин, метаболит пурина, обнаруженный в продуктах с кофеином, таких как кофе и чай, а также в шоколаде, по-видимому, играет роль в дифференцировке клеток TH17 в кишечнике. Полученные данные помогут лучше понять здоровье кишечника и пролить новый свет на развитие воспалительных заболеваний, таких как ВЗК.
Кишечник является домом для множества микроорганизмов, которые отвечают за здоровье и заболевания. Считается, что некоторые типы микроорганизмов способствуют развитию воспалительных состояний, таких как воспалительное заболевание кишечника (ВЗК), но точный каскад событий, который ведет от микробов к иммунным клеткам и к болезни, остается загадочным.
Авторы нового исследования выяснили, что именно приводит к образованию клеток Th17 — важного подтипа клеток в кишечнике — и раскрывает некоторые из недооцененных молекулярных игроков и события, которые приводят к дифференцировке клеток в кишечнике.
Одним из таких игроков является метаболит пурина ксантин, который содержится в больших количествах в продуктах с кофеином, таких как кофе, чай и шоколад. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Immunity.
«Одна из концепций в нашей области заключается в том, что микроорганизмы необходимы для дифференцировки клеток Th17, но наше исследование предполагает, что могут быть исключения», — комментирует соавтор исследования Джинжи Дуан (Jinzhi Duan).
«Мы изучили основные механизмы образования клеток Th17 в кишечнике и обнаружили некоторые удивительные результаты, которые могут помочь нам лучше понять, как и почему могут развиваться такие заболевания, как ВЗК».
Осветив этапы, ведущие к дифференцировке клеток Th17, исследователи неожиданно обнаружили роль ксантина в кишечнике.
«Иногда в ходе исследований мы делаем такие неожиданные открытия — это не обязательно то, что вы искали, но это интересное открытие, которое открывает новые области исследований», — добавляет автор исследования Ричард Блумберг (Richard Blumberg).
«Слишком рано рассуждать о том, приводит ли определенное количество ксантина в чашке кофе к полезным или вредным эффектам в кишечнике человека, но это дает нам интересные выводы для дальнейшего изучения, поскольку мы ищем способы вызвать защитную реакцию и более сильный барьер в кишечнике».
Считается, что Т-хелперы (Th17), продуцирующие интерлейкин-17, играют ключевую роль в кишечнике. Клетки могут помочь создать защитный барьер в кишечнике, а когда возникает бактериальная или грибковая инфекция, эти клетки могут вырабатывать сигналы, которые заставляют организм производить больше клеток Th17. Но клетки также были вовлечены в такие заболевания, как рассеянный склероз, ревматоидный артрит, псориаз и ВЗК.
Соавтор исследования Хуан Матуте (Juan Matute) с коллегами использовали несколько моделей мышей для изучения молекулярных событий, которые приводят к развитию клеток Th17. Удивительно, но они обнаружили, что клетки Th17 могут размножаться даже у стерильных мышей или мышей, которым давали антибиотики, уничтожающие бактерии.
Команда ученых обнаружила, что стресс эндоплазматического ретикулума в эпителиальных клетках кишечника вызывает дифференцировку клеток Th17 через метаболиты пуринов, такие как ксантин, даже у мышей, которые не являются носителями микробов и имеют генетические сигнатуры, которые предполагают наличие клеток с защитными свойствами.
Авторы отмечают, что их исследование было ограничено клетками кишечника — возможно, перекрестные помехи между клетками кишечника и другими органами, такими как кожа и легкие, могут иметь важное влияние на результаты.
Ученые также отмечают, что их исследование не определяет, что заставляет клетки Th17 становиться патогенными, то есть играть роль в заболевании. Они отмечают, что необходимы дальнейшие исследования, в том числе исследования, посвященные клеткам Th17 человека с ВЗК.
«Хотя мы еще не знаем, что вызывает патогенез, инструменты, которые мы здесь разработали, могут приблизить нас к пониманию того, что вызывает болезнь и что может помочь решить или предотвратить ее», — сказал Блумберг.
Авторы другого исследования утверждают, что ежедневное употребление кофе может повлиять на пластичность мозга и обучение.