- Учёные использовали искусственный интеллект для определения генетической сигнатуры, характеризующей макрофаги при болезни Крона.
- Выяснено, что мутация гена NOD2 влияет на взаимодействие с белком гирдин, что нарушает баланс воспаления и восстановления тканей.
- Экспериментальные данные на мышах подтвердили важность белка гирдин для предотвращения тяжёлого воспаления кишечника и сепсиса.
Исследователи из Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали инновационный метод, объединяющий искусственный интеллект и молекулярную биологию, с целью раскрытия механизмов развития болезни Крона — хронического воспалительного заболевания кишечника. В основе заболевания лежит нарушение баланса между двумя типами макрофагов – воспалительными и невоспалительными, которые отвечают за иммунную защиту и восстановление тканей соответственно.
Команда учёных с помощью машинного обучения проанализировала тысячи профилей экспрессии генов макрофагов из здоровых и поражённых тканей кишечника. В результате было выявлено 53 гена, составляющих чёткую генетическую подпись для различения агрессивных воспалительных макрофагов и восстановительных клеток. Среди этих генов ключевую роль играет белок гирдин, который взаимодействует с частью белка NOD2.
Ген NOD2 был открыт ещё в 2001 году и считается важным фактором повышенного риска болезни Крона. Учёные уточнили, что нормальное взаимодействие между NOD2 и гирдином поддерживает иммунный баланс и способствует удалению вредных бактерий и заживлению тканей. Однако наиболее распространённая мутация NOD2 убирает участок белка, к которому присоединяется гирдин, что приводит к хроническому воспалению и повреждению кишечника.
Для подтверждения этих выводов были проведены эксперименты на мышах. Животные с отсутствующим белком гирдин демонстрировали тяжёлые воспалительные процессы в кишечнике, нарушение микробиома и высокую летальность от сепсиса, вызванного неконтролируемой иммунной реакцией. Это свидетельствует о жизненно важной роли гирдина в регуляции воспаления и защиты организма.
Таким образом, применение искусственного интеллекта и молекулярно-биологических методов позволило пролить свет на долгую загадку взаимосвязи гена NOD2 и развития болезни Крона, открывая перспективы для создания новых диагностических и терапевтических подходов к лечению данного заболевания.
