Cu ajutorul inteligenței artificiale, oamenii de știință au descoperit cum o genă esențială stimulează boala Crohn, un mister care a persistat timp de peste 25 de ani, conform News.ro.
O descoperire a cercetătorilor de la Universitatea California din San Diego explică mecanismul genetic care determină inflamația severă a intestinelor. Echipa a elucidat o controversă științifică ce a durat un sfert de veac, legată de primele gene corelate cu un risc crescut de dezvoltare a bolii Crohn, o formă gravă de boală inflamatorie intestinală.
Sistemul digestiv uman este protejat de două categorii principale de macrofage, celule imunitare specializate care patrulează intestinul.
Unele acționează ca „războinici”, distrugând microorganismele nocive, în timp ce altele funcționează ca „vindecători”, reparând țesuturile afectate.
Când dezechilibrul dintre aceste două roluri devine sever, apar inflamații cronice, dureri abdominale și leziuni intestinale, caracteristice bolii Crohn.
Inteligența artificială, utilizată pentru aprofundarea cunoștințelor despre celule
Studiul, realizat de cercetători de la Facultatea de Medicină a Universității din California, San Diego, combină inteligența artificială cu biologia moleculară pentru a înțelege ce determină o macrofagă să devină agresivă sau să contribuie la vindecare.
De asemenea, studiul explică modul în care gena NOD2, prima identificată ca fiind implicată în riscul de boală Crohn, influențează comportamentul sistemului imun intestinal.
Folosind un algoritm de învățare automată, echipa a analizat mii de modele de expresie genetică ale macrofagelor prelevate din țesuturi intestinale impactate de inflamație și din zone sănătoase.
S-au identificat o „amprentă genetică” formată din 53 de gene care diferențiază macrofagele inflamatorii de cele implicate în regenerarea țesuturilor.
Printre aceste gene, una codifică o proteină denumită girdin (GIV).
Cercetătorii au descoperit că, în macrofagele neinflamatorii, o regiune specifică a proteinei NOD2 se leagă de girdin, facilitând suprimarea inflamației excesive, eliminarea microbilor nocivi și refacerea mucoasei intestinale.
Confirmarea teoriei
Mutația cea mai frecventă a genei NOD2, asociată cu boala Crohn, elimină exact această zonă de legătură, provocând un dezechilibru periculos între macrofagele inflamatorii și cele pentru vindecare.
Profesorul Pradipta Ghosh, principalul autor al cercetării, a explicat: „NOD2 acționează ca un sistem de monitorizare a infecțiilor din intestin. Când se leagă de girdin, recunoaște rapid agenții patogeni și menține echilibrul imun. Fără această interacțiune, sistemul imun devine dezechilibrat”.
Pentru a valida teoria, cercetătorii au investigat efectele lipsei proteinei girdin pe modele de șoareci. Animalele fără această proteină au prezentat un dezechilibru al florei intestinale, inflamație severă a intestinului subțire și, în multiple cazuri, au decedat din cauza sepsisului, o reacție sistemică letală cauzată de infecție.
„Intestinul reprezintă un teren de conflict, iar macrofagele sunt forțele de menținere a păcii. Inteligența artificială ne-a permis, pentru prima dată, să identificăm clar taberele implicate în această luptă microscopică”, a precizat dr. Gajanan Katkar, coautor al studiului.
Impactul pentru dezvoltarea terapiilor
Prin integrarea inteligenței artificiale, biochimiei mecanice și modelelor experimentale, echipa Universității din California a clarificat una dintre cele mai vechi discordanțe din cercetarea bolii Crohn.
Rezultatele pot conduce la elaborarea unor tratamente menite să restabilească interacțiunea pierdută dintre NOD2 și girdin, deschizând noi perspective pentru terapia bolilor inflamatorii intestinale.
Cercetarea a fost realizată de specialiști de la Facultatea de Medicină a Universității din California, San Diego, și publicată recent în revista științifică Cell Reports.
Sursă foto: Dreamstime.com