ИИ раскрыл причину развития болезни Крона

ИИ показал, как нарушение взаимодействия между геном NOD2 и белком гардин вызывает хроническое воспаление при болезни Крона. Это открытие объясняет давнюю загадку и указывает на новые стратегии лечения. Credit: Shutterstock

Ученые из Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего с помощью искусственного интеллекта раскрыли механизм развития болезни Крона — хронического воспалительного заболевания кишечника.

Исследователи использовали машинное обучение для анализа тысяч профилей экспрессии генов в макрофагах — иммунных клетках, которые в кишечнике выполняют две функции: одни борются с инфекциями, другие восстанавливают ткани. При болезни Крона баланс нарушается в сторону воспалительных макрофагов.

Анализ выявил генетическую сигнатуру из 53 генов, отличающих воспалительные макрофаги от восстановительных. Среди них оказался ген, кодирующий белок гардин.

Ученые обнаружили, что в здоровых макрофагах белок NOD2, связанный с риском болезни Крона, взаимодействует с гардином, что помогает контролировать воспаление и заживлять ткани. Однако самая распространенная мутация гена NOD2 при болезни Крона нарушает это взаимодействие, что приводит к хроническому воспалению.

«NOD2 функционирует как система наблюдения за инфекциями», — пояснил старший автор работы Прадипта Гхош. — «При связывании с гардином он обнаруживает патогены и поддерживает иммунный баланс в кишечнике. Без этого партнерства система наблюдения рушится».

Эксперименты на мышах подтвердили открытие: у животных без белка гардин развивалось тяжелое воспаление кишечника, изменялся микробиом, а многие погибали от сепсиса.

«Кишечник — это поле боя, а макрофаги — миротворцы», — сказал соавтор исследования Гаджанан Каткар. — «Впервые ИИ позволил нам четко определить и отследить игроков двух противоборствующих команд».

Исследование, опубликованное 2 октября в Journal of Clinical Investigation, объясняет механизм развития болезни Крона и открывает путь к созданию новых методов лечения, направленных на восстановление взаимодействия между гардином и NOD2.