Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего с помощью искусственного интеллекта смогли разгадать загадку болезни Крона, над которой бились более 25 лет. Исследователи выяснили, как разрыв связи между двумя белками в кишечнике запускает хроническое воспаление, и предположили, что восстановление этого взаимодействия может стать основой для нового метода лечения.
Здоровье кишечника поддерживается балансом между двумя типами иммунных клеток — макрофагов. Одни из них, воспалительные, атакуют вредные микробы, а другие, невоспалительные, способствуют заживлению тканей. При болезни Крона этот баланс нарушается в сторону доминирования воспалительных клеток, что приводит к повреждению стенок кишечника, сообщает Калифорнийский университет в Сан-Диего. Используя машинное обучение, команда проанализировала тысячи профилей экспрессии генов макрофагов и выявила генетическую сигнатуру из 53 генов, которая четко разделяет агрессивные и восстанавливающие клетки.
В центре открытия оказалось взаимодействие гена NOD2, впервые связанного с риском развития болезни Крона еще в 2001 году, с белком под названием гирдин. Ученые обнаружили, что в здоровых макрофагах определенная часть белка NOD2 присоединяется к гирдину, что помогает контролировать воспаление и обеспечивать заживление тканей. Однако распространенная мутация, связанная с болезнью Крона, удаляет участок NOD2, необходимый для этой связи, что приводит к неконтролируемому воспалительному процессу.
Для подтверждения своих выводов исследователи провели эксперименты на мышах. Животные, у которых отсутствовал белок гирдин, страдали от тяжелого воспаления кишечника, измененного микробиома, а многие из них погибли от сепсиса — опасной реакции иммунной системы. Это доказало, что ген NOD2, связанный с гирдином, действует как система надзора за инфекциями, а без этого партнерства защитный механизм разрушается.
Данное исследование, объединившее анализ с помощью ИИ, биохимию и опыты на животных, разрешает один из самых давних вопросов в изучении болезни Крона. Результаты, опубликованные в журнале Journal of Clinical Investigation, объясняют, как ключевая генетическая мутация вызывает воспаление. Это открытие может лечь в основу разработки новых методов лечения, направленных на восстановление утраченной связи между белками NOD2 и гирдином.