پژوهشگران معمای ۲۵ ساله بیماری «کرون» را حل کردند

به گزارش «سای‌تک دیلی» (SciTechDaily)، سیستم گوارشی انسان به دو نوع اصلی ماکروفاژ ـ نوعی گلبول سفید تخصص‌یافته که به سالم نگه‌داشتن روده کمک می‌کند ـ تکیه دارد. یک گروه که «ماکروفاژ‌های التهابی» خوانده می‌شوند، از بدن محافظت کرده و میکروب‌های مضر را به مبارزه می‌طلبند. گروه دیگر، «ماکروفاژ‌های غیرالتهابی»، به التیام و بازسازی بافت‌های آسیب‌دیده کمک می‌کنند. وقتی این توازن به‌هم می‌خورد ـ همان‌طور که در بیماری کرون رخ می‌دهد ـ التهاب مداوم در روده به وجود می‌آید که به درد، آسیب بافتی و علائم دیگر منجر می‌شود.

پژوهشگران دانشکده پزشکی دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو، روشی نوآورانه ابداع کرده‌اند که هوش مصنوعی (AI) را با زیست‌شناسی مولکولی پیشرفته ترکیب می‌کند تا کشف کند چه چیزی باعث می‌شود ماکروفاژ به عنوان یک «مبارز» عمل کند یا یک «ترمیم‌کننده». 

تحقیقات آنها همچنین بینش تازه‌ای درباره پرسشی دیرینه پیرامون ژنی به نام NOD۲ ارائه می‌دهد. این ژن که در سال ۲۰۰۱ کشف شد، نخستین ژنی بود که به عنوان افزایش دهنده خطر ابتلا به بیماری کرون شناسایی شد و نقش کلیدی در تعیین رفتار سلول‌های ایمنی در روده دارد.

یک «امضای ژنی» که انواع ماکروفاژ‌ها را متمایز می‌کند

با استفاده از یک ابزار قدرتمند یادگیری ماشین، پژوهشگران هزاران الگوی بیان ژنی ماکروفاژ‌ها را در بافت روده بزرگ مبتلایان به «IBD» (بیماری‌های التهابی روده) و در بافت‌های سالم روده بزرگ تحلیل کردند. آنها یک امضای ژنی ماکروفاژ؛ یعنی مجموعه‌ای متشکل از ۵۳ ژن را شناسایی کردند که به طور قابل‌اعتماد ماکروفاژ‌های واکنشی و التهابی را از ماکروفاژ‌های ترمیم‌کننده بافت تفکیک می‌کند. 

یکی از این ۵۳ ژن، پروتئینی به نام «گیردین» (girdin) را رمزگذاری می‌کند. تحلیل‌های بیشتر نشان داد که در ماکروفاژ‌های غیرالتهابی، ناحیه مشخصی از پروتئین NOD۲ به «گیردین» متصل می‌شود. این اتصال از بروز التهاب مهارنشده جلوگیری کرده، میکروب‌های مضر را حذف می‌کند و شرایط لازم برای ترمیم بافت‌های آسیب‌دیده بر اثر بیماری‌های التهابی روده را فراهم می‌کند. اما شایع‌ترین جهش مرتبط با بیماری کرون در ژن NOD۲، بخشی از ژن را که گیردین معمولا به آن متصل می‌شود، حذف می‌کند. این حذف به برهم‌خوردن خطرناکِ توازن بین ماکروفاژ‌های التهابی و غیرالتهابی منجر می‌شود.

شاید انسان روزی از «راست روده» نفس بکشد

«پرادیپتا گوش» (Pradipta Ghosh)، پزشک و استاد پزشکی سلولی و مولکولی دانشکده پزشکی دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو و نویسنده ارشد می‌گوید: «NOD۲ به‌عنوان سیستم پایش عفونت در بدن عمل می‌کند. وقتی به «گیردین» متصل است، عوامل بیماری‌زای مهاجم را شناسایی کرده و با خنثی‌سازی سریع آنها، تعادل ایمنی روده را حفظ می‌کند. بدون این همکاری، سامانه پایش NOD۲ فرو می‌پاشد». 

تایید پیوند «NOD2–girdin» در موش‌ها

پژوهشگران اهمیت این تعامل میان NOD۲ و گیردین را با مقایسه مدل‌های موشیِ بیماری کرون که پروتئین گیردین در آنها وجود نداشت با موش‌هایی که گیردین در آنها سالم بود، تأیید کردند. آنها دریافتند موش‌های فاقد گیردین دچار عدم تعادل در میکروبیوم روده شده و التهاب روده کوچک را تجربه می‌کنند. این موش‌ها اغلب در اثر ابتلا به «سپتیسمی» می‌مردند؛ یعنی وضعیتی که در آن سیستم ایمنی پاسخ بیش از حدی به عفونت می‌دهد و باعث التهاب در سراسر بدن و آسیب به اندام‌های حیاتی می‌شود.