Диагностика воспалительных заболеваний кишечника

Воспалительное заболевание кишечника (ВЗК) — это хроническое воспалительное расстройство, поражающее желудочно-кишечный тракт, для которого характерно прогрессирующее и непредсказуемое течение болезни. За последние несколько десятилетий во всем мире наблюдается рост заболеваемости ВЗК. Учитывая хронический, прогрессирующий характер ВЗК и дороговизну его лечения, рост заболеваемости ВЗК влечет за собой растущее социально-экономическое бремя. Все больше данных свидетельствует о том, что ВЗК может быть результатом взаимодействия генетических факторов, факторов окружающей среды, факторов образа жизни, таких как диета, антибиотики, дисфункции кишечного барьера и измененного микробиома.

Согласно крупному метаанализу популяционных исследований (2000–2022 гг.), глобальная распространенность ВЗК составила 229,7 на 100 000 человек, а заболеваемость — 9,7 на 100 000 человек. В Европе зафиксированы самые высокие показатели распространенности ВЗК, в то время как самая высокая заболеваемость ВЗК наблюдается в Океании. Исследования в арабском мире показывают, что распространенность ВЗК в арабских странах увеличилась примерно с ~28,9 до ~34 случаев на 100 000 человек в период с 2009 по 2019 год, причем Египет является одной из ведущих стран по объему научных публикаций по ВЗК. Согласно недавнему исследованию глобального бремени болезней (1990–2021 гг.), абсолютное число смертей, связанных с ВЗК, почти удвоилось: с ~21 418 в 1990 году до ~42 422 в 2021 году, что отражает растущее число людей, живущих с ВЗК.

Для него характерно течение с ремиссиями и обострениями. Симптомами заболевания являются кровавый стул, боль в животе, потеря веса, хроническая диарея и наличие иммуноопосредованных внекишечных проявлений.

Со временем сильное воспаление в кишечнике может привести к серьезным осложнениям, включая язвы, сужение просвета кишечника и даже перфорации. Примечательно, что ВЗК может нанести значительный ущерб пищеварительной системе, приводя к существенному повреждению тканей, снижению функциональности кишечника, сопутствующей инвалидности и состоянию системного воспаления, которое может повлиять на общее состояние здоровья человека. Кроме того, у пациентов с воспалительным заболеванием кишечника повышен риск развития колоректального рака.

Воспалительное заболевание кишечника проявляется в основном в двух основных формах: болезнь Крона (БК) и язвенный колит (ЯК). Болезнь Крона обычно проявляется поражениями в подвздошной кишке и толстой кишке, характеризующимися прерывистыми воспалительными изменениями проницаемой стенки, в то время как язвенный колит преимущественно развивается на слизистой поверхности прямой кишки, демонстрируя непрерывные воспалительные очаги.

Гены, ответственные за развитие ВЗК, остаются не полностью охарактеризованными, что подчеркивает необходимость тщательного исследования ключевых молекулярных маркеров, участвующих в его развитии, что может предоставить потенциальные возможности для эффективной терапии. В последние годы произошло значительное расширение эры РНК-биологии, демонстрирующей сложные механизмы регуляции генов, которые выходят далеко за рамки традиционных белков-кодирующих генов. В то время как матричные РНК (мРНК) транскрибируются и транслируются в белки, большая часть генома транскрибируется в молекулы РНК, известные как некодирующие РНК (нкРНК), которые в конечном итоге не транслируются в белки.

Более 70% генетических ассоциаций при ВЗК происходят в некодирующих областях генома. Основными классами нкРНК, привлекающими все большее внимание исследователей, являются длинные некодирующие РНК (днкРНК), микроРНК (миРНК) и кольцевые РНК (цРНК). Длинные некодирующие РНК — это некодирующие РНК (не транслирующиеся в белок) длиной более 200 п.н., которые вносят вклад в этиологию различных заболеваний, таких как респираторные заболевания, воспалительные заболевания и опухоли. днкРНК играют важную роль в воспалительном пути, поскольку они имеют решающее значение не только для экспрессии, но и для дифференцировки цитокинов и иммунных клеток соответственно.

Ядерный обогащенный обильный транскрипт 1 (NEAT1) — это длинная некодирующая РНК, которая является ключевым компонентом в построении рибо-рибопротеинового комплекса для регуляции ДНК-опосредованной активации врожденных иммунных ответов, а также было обнаружено, что она играет важную роль в врожденных иммунных ответах. Он нацелен на многочисленные геномные области в различных клетках, в основном затрагивая активные гены, что показывает, что он является регулятором множества активных генов и сигнальных путей. Он участвует в развитии колита, воздействуя на ось miR-204-5p через активацию сигнального пути PI3K-AKT и сигнального пути NF-κB, что приводит к увеличению IL-6, IL-1B и TNF-α, которые вызывают воспаление и апоптоз клеток.

Антисмысловая некодирующая РНК в локусе INK4 (ANRIL) — это длинная некодирующая РНК, которая не кодирует белок; вместо этого она регулирует экспрессию генов на транскрипционном, эпигенетическом и посттранскрипционном уровнях. Она играет провоспалительную роль при многих воспалительных и иммунных заболеваниях, таких как ишемическая болезнь сердца, хроническая болезнь почек и воспалительное заболевание кишечника. При ВЗК она опосредует ядерный фактор κB (NF-κB), влияя на воспаление через воздействие на эпителиальные клетки кишечника, а также предоставляет будущие подсказки для клинической диагностики. Она активирует NF-κB, что приводит к увеличению IL-6, IL-1B и TNF-α, которые вызывают апоптоз клеток. Кроме того, повышение регуляции ANRIL может снижать экспрессию miR-199a и увеличивать количество апоптотических клеток.

Экспрессия ядерного фактора каппа B (NF-κB) сопровождается повышенной выработкой провоспалительных цитокинов, таких как TNF-α, IL-1 и IL-6, из-за действия NF-κB, расширяющего способность этих клеток производить воспалительные медиаторы. Преимущественно провоспалительные цитокины, происходящие от NF-κB, ответственны за два механизма, участвующих в развитии поражений при ВЗК. Во-первых, продуцируемые провоспалительные цитокины непосредственно опосредуют повреждение слизистой ткани, главным образом за счет повышения регуляции продукции и секреции матриксных металлопротеиназ в просвете кишечника. Во-вторых, провоспалительные цитокины, происходящие от NF-κB, также опосредуют стимуляцию, активацию и дифференцировку иммунологических клеток, происходящих из собственной пластинки слизистой оболочки кишечника, что приводит к хроническому воспалению и, следовательно, к персистенции повреждения слизистой оболочки.

Таким образом, мы будем измерять NEAT1 и ANRIL в качестве диагностических биомаркеров ВЗК вместе с воспалительным медиатором NF-κB. Это можно сделать с помощью неинвазивного образца крови вместо инвазивной эндоскопической биопсии.