Выводы, сделанные Бали Пулендраном и его коллегами из Университета Эмори, подчеркивают древнюю связь между клеточными механизмами, позволяющими определять доступность питательных веществ и контролировать воспаление. Они также предполагают, что диета с низким содержанием белка или лекарства, имитирующие ее воздействие на иммунные клетки, могут быть инструментами для лечения воспалительных заболеваний кишечника, таких как болезнь Крона или язвенный колит.Было показано, что этот защитный эффект опосредуется молекулой, известной как GCN2, которая является высококонсервативной от дрожжей для человека и которая является критическим датчиком аминокислотного голодания в клетках. Это открытие стало результатом более раннего открытия командой Эмори, что GCN2 имеет решающее значение для индукции иммунитета к вакцине против желтой лихорадки.
«Мы рассудили, что кишечник будет местом, где иммунная система сталкивается с динамическими изменениями биодоступности питательных веществ», — говорит старший автор исследования Бали Пулендран, доктор философии. «Поэтому мы задались вопросом, повлияет ли путь восприятия аминокислот с участием GCN2 на иммунный гомеостаз в кишечнике».Пулендран — профессор патологии и лабораторной медицины Чарльза Ховарда Кэндлера в Медицинской школе Университета Эмори, Центре вакцин Эмори и Национальном исследовательском центре приматов Йеркса. Соавторами статьи являются постдокторанты Раджеш Равиндран, доктор философии, и Йенс Лёбберманн, доктор философии.
Соавторами статьи являются Рэндал Кауфман, доктор философии, из Института медицинских открытий Сэнфорда Бернема Пребиса, и Дженнифер Мартинес, доктор философии, из Национального института наук об окружающей среде.Команда обнаружила, что мыши, лишенные GCN2, более чувствительны к химическому раздражителю DSS (сульфат натрия декстран), который часто используется для моделирования колита у животных.
В отсутствие раздражителей кишечник мышей, лишенных GCN2, выглядел нормально.Мыши, получавшие диету с низким содержанием белка (2 процента по сравнению с 16 процентами в стандартной диете) или диету, в которой отсутствовала только аминокислота лейцин, были защищены от признаков колита, таких как потеря веса и кровавая диарея. Мыши, лишенные GCN2, не были защищены от колита при питании с низким содержанием белка, что демонстрирует, что GCN2 необходим для защитного эффекта.Результаты могут иметь значение для лечения воспалительных заболеваний кишечника и аутоиммунных заболеваний, таких как ревматоидный артрит и псориаз.
Исследователи показали, что ответы иммунных клеток Th17, которые важны при некоторых аутоиммунных заболеваниях, контролируются GCN2.«Хорошо известно, что иммунная система может обнаруживать патогены и реагировать на них, но эти результаты подчеркивают ее способность воспринимать и адаптироваться к изменениям окружающей среды, таким как голодание, которое вызывает клеточный стресс», — говорит Пулендран.
«Интересно поразмышлять над эволюционным давлением, которое могло привести к сочетанию этого древнего пути аминокислотного голодания с контролем воспаления. Возможно, это сочетание развилось как своего рода механизм отрицательной обратной связи для ограничения воспаления, ощущая истощение аминокислот, которые может возникать в клетках во время ремонта и регенерации тканей в ответ на гибель клеток во время воспаления ».Пулендран предупреждает, что необходимы дополнительные исследования, прежде чем применять результаты к воспалительным заболеваниям кишечника человека.
Например, диета с низким содержанием белка не рекомендуется в течение длительного времени, хотя людям с заболеванием почек иногда рекомендуется диета с низким содержанием белка, чтобы отсрочить необходимость диализа. Продолжительность или объем диеты с низким содержанием белка, необходимой для оказания желаемого эффекта на воспаление кишечника у людей, не ясны.
