У людей с группой крови O ученые обнаружили, что токсин холеры гиперактивирует ключевую сигнальную молекулу в клетках кишечника. Высокий уровень этой сигнальной молекулы приводит к выведению электролитов и воды — другими словами, к диарее. Холера характеризуется сильной диареей, которая может привести к обезвоживанию, шоку и даже смерти.«Мы показали, что группа крови влияет на то, насколько сильно холерный токсин активирует клетки кишечника, что приводит к диарее», — сказал Джеймс Флекенштейн, доктор медицины, старший автор исследования и доцент медицины и молекулярной микробиологии.
Результаты доступны в Интернете в Американском журнале тропической медицины и гигиены. Ежегодно холера поражает от 3 до 5 миллионов человек во всем мире, что приводит к гибели от 100 000 до 120 000 человек, многие из которых происходят на Индийском субконтиненте, где холера была эндемической на протяжении веков.
Ближе к дому эпидемия холеры сохраняется на Гаити с 2010 года. Заболевание было привезено сотрудниками Организации Объединенных Наций из Непала. Они приехали на Гаити, чтобы помочь восстановить страну после разрушительного землетрясения.Заболевание вызывается холерным вибрионом — бактерией, поражающей клетки тонкого кишечника.
Эпидемиологи впервые заметили четыре десятилетия назад, что люди с группой крови O с большей вероятностью попадут в больницу из-за холеры, чем люди с другими группами крови, но причины такой разницы так и не были определены.Хотя антигены группы крови — A, B, AB и O — наиболее известны своим присутствием в эритроцитах, они также обнаруживаются на поверхности многих других типов клеток, включая клетки, выстилающие кишечник.
Чтобы выяснить, какое действие токсин холеры оказывает на клетки кишечника, несущие антигены различных групп крови, Fleckenstein, F. Matthew Kuhlmann, MD, Matthew Ciorba, MD, и его коллеги использовали кластеры кишечных эпителиальных стволовых клеток, называемые энтероидами, которые можно выращивать в lab и дифференцировались в зрелые клетки кишечника.Вашингтонский университет — ведущий центр по созданию биобанка энтероидов, полученных от пациентов, для исследований в области персонализированной медицины.
Поскольку эти кластеры стволовых клеток происходят из нормальных кишечных клеток многих людей, они являются улучшением по сравнению с традиционными клеточными линиями, которые получены из раковых клеток одного человека и несут мутации, которые могут заставить их вести себя иначе, чем нормальные клетки.В рамках исследования исследователи обработали четыре группы энтероидов токсином холеры — две получены от людей с группой крови A и две от людей с группой крови O — и измерили количество ключевой сигнальной молекулы внутри клеток. Энтероиды из двух других групп крови — B и AB — не были доступны на момент проведения исследования.Исследователи обнаружили, что уровни сигнальной молекулы были примерно в два раза выше в клетках с антигеном типа O, чем в клетках с антигеном типа A, предполагая, что люди с антигеном типа O, подвергшиеся воздействию токсина холеры, будут страдать от более тяжелой диареи.
«Хорошо известно, что высокие уровни этой молекулы приводят к диарее, поэтому мы предполагаем, что более высокие уровни приводят к еще большей диарее», — сказал Кульман, преподаватель медицины и ведущий автор исследования. «К сожалению, у нас нет возможности напрямую связать реакцию с объемом диареи и, следовательно, с серьезностью заболевания».Исследователи подтвердили свои результаты на линии клеток кишечника, первоначально полученной от человека с группой крови А. Клеточная линия была модифицирована для выработки антигена типа О. Они обнаружили, что токсин холеры индуцирует примерно вдвое большее количество ключевой сигнальной молекулы в клетках с антигеном типа O, чем в клетках с типом A.Флекенштейн не уверен, почему токсин холеры вызывает разные реакции в клетках с антигенами разных групп крови на своей поверхности.
«Токсин холеры, как известно, слабо связывается с антигенами ABO, поэтому они могут действовать как приманки, отвлекающие токсин от его истинной цели», — сказал Флекенштейн. «Возможно, антиген типа O не так хорош в качестве приманки, как антиген типа A».В регионе дельты реки Ганг в Индии и Бангладеш, где холера является высоко эндемичным заболеванием, группа крови O встречается реже, чем в остальном мире.
Согласно опубликованным исследованиям, около 37 процентов индийцев и 33 процента бангладешцев имеют группу крови O, по сравнению с 45 процентами людей во всем мире. Считается, что смертоносность болезни сделала наличие антигена типа O препятствием, в результате чего доля людей типа O в эндемичных регионах снизилась.Исследование также показывает, что энтероиды, кластеры кишечных стволовых клеток, которые были разработаны только в последние несколько лет, могут быть важным инструментом для изучения инфекционных заболеваний кишечника.
«Самое прекрасное в этом исследовании заключается в том, что мы взяли кишечные клетки у людей здесь, в Миссури, и использовали их, чтобы понять патофизиологию болезни, которая поражает людей во всем мире», — сказал Чорба, доцент медицины и один из авторов исследования. . «В этой конкретной ситуации мы знали, что эпидемиологи думали, что группа крови имеет значение, но, используя энтероиды, мы действительно можем увидеть эти различия у разных людей. Это принципиальное доказательство того, что эта система может отвечать на вопросы глобального значения».