Источник фото: Kinga Krzeminska via Getty Images
У людей с воспалительными заболеваниями кишечника (ВЗК) нередко возникают сильные боли в животе, которые сохраняются даже тогда, когда воспаление уже взято под контроль, а колоноскопия не показывает отклонений. Как передает Live Science, новая лабораторная работа позволила ученым обнаружить ранее неизвестный болевой механизм, который может объяснить это явление. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Immunology и указывают на возможный способ блокировать такие боли.
Соавтор работы доктор Хэн Сюй, врач из Девятой народной больницы Шанхая, сравнил воспаление в кишечнике с пожаром: сенсорные нервы подают сигнал тревоги из-за дыма и жара, а когда огонь потушен, тревога должна прекратиться. Вместе с коллегами он поставил задачу выяснить, что именно вызывает боль при отсутствии видимого «огня» и «дыма». По его словам, сама ткань меняет свою консистенцию — становится жесткой и менее эластичной, отчасти как рубец, и эта жесткость продолжает запускать сигнал тревоги даже после того, как пожар потушен.
При язвенном колите, самой распространенной форме ВЗК, воспаление приводит к образованию язв в кишечнике, а также к таким симптомам, как кровавая диарея и спазмы в животе. Многие лекарства помогают подавить воспаление, но не обязательно устраняют боль у пациентов. Исследователи предположили, что к сохраняющейся боли могут быть причастны иммунные клетки, постоянно живущие в кишечнике.
В центре внимания оказался белок Piezo1: в иммунных клетках он, как известно, участвует в воспалении, а в нейронах способствует передаче болевых сигналов. Сюй рассказал, что работа началась с данных секвенирования, которые считывают клетки по одной из ткани кишечника пациентов с язвенным колитом и мышей с этим заболеванием. Выделился один тип клеток — иммунная клетка, которая постоянно живет в стенке кишечника, а не прибывает из кровотока при проблемах. Таких клеток при колите было больше, чем в здоровом кишечнике, и они несли больше Piezo1, чем другие проанализированные клетки, причем располагались вплотную к нервным окончаниям.
В серии экспериментов на лабораторных мышах с колитом команда с помощью зонда давила на ткань кишечника и измеряла ее жесткость. Выяснилось, что по сравнению со здоровыми мышами кишечник был жестче в двух моделях болезни: с видимым воспалением и почти без него. Замеры боли показали, что у мышей почти без видимого воспаления боль сохранялась — именно поэтому колоноскопия может выглядеть нормально, хотя пациент страдает. Белок Piezo1 в мембране иммунной клетки при натяжении или сжатии окружающей жесткой ткани срабатывает как нажатая кнопка и открывает канал, запуская цепочку реакций, ведущую к боли.
Через открытый канал в клетку устремляются ионы кальция, и этот приток отправляет белок NF-kB из внутренней жидкости клетки в ядро, где хранится ДНК. Там NF-kB запускает ген, дающий клетке команду производить фактор роста нервов (NGF), который затем покидает иммунную клетку. Этот NGF, известный способностью усиливать болевые сигналы, взаимодействует с соседними болевыми нейронами: их окончания становятся плотнее и гиперчувствительными, из-за чего обычная активность кишечника причиняет боль. Когда исследователи блокировали эту цепочку, повышенная болевая чувствительность у обеих групп мышей исчезала, а полное удаление гена Piezo1 из кишечных иммунных клеток устраняло боль и не вызывало проблем у здоровых мышей. Теперь Сюй с коллегами намерены создать препарат, который будет воздействовать на Piezo1 и отключать боль в кишечнике локально, не подавляя всю иммунную систему.