Кир`ян О. А.

ОСОБЛИВОСТІ ВЗАЄМОЗВ`ЯЗКУ МІКРОБІОМУ, МАТРИКСНИХ МЕТАЛОПРОТЕЇНАЗ ТА МОРФОЛОГІЧНИХ ЗМІН ЕПІТЕЛІЮ У ПАЦІЄНТІВ ІЗ ФУНКЦІОНАЛЬНОЮ ТА ОРГАНІЧНОЮ КИШЕЧНОЇ ПАТОЛОГІЄЮ

---

Показати/Завантажити PDF

Про автора:

Кир`ян О. А.

Рубрика:

КЛІНІЧНА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА

Тип статті:

Наукова стаття

Анотація:

Вступ. Порушення мікробіоти є одним із факторів, який має значний ефект на появу, перебіг та прогресування таких захворювань, як синдром подразненого кишечника (СПК), неспецифічний виразковий коліт (НВК), а також аденоматозних поліпів товстої кишки (АПТК). Визначення взаємозв’язків між дисбіозом, експресією муцинів, які забезпечують стабільність слизової оболонки, продукцією матриксних металопротеїназ, що модифікують імунні відповіді та можуть провокувати появу хвороб, допоможе своєчасно виявити схильність до кишкових захворювань та призначити в подальшому відповідну коригуючу терапію. Метою нашої роботи було виявити у пацієнтів із СПК, НВК та АПТК взаємозв’язок між дисбіозом, активністю матриксних металопротеїназ -1,-3,-9 і тканьовим інгібітором матриксних металопротеїназ-1 сироватки крові, морфологічними змінами та ступенем накопичення муцинів MUC1 і MUC5AC у епітелії кишечника. Об’єкт і методи обстеження. Було обстежено мікробіотичні порушення у 127 пацієнтів із СПК, НВК, АПТК. Результати порівнювали з даними обстеження 34 здорових осіб та 18 пацієнтами з КРР. У 49 хворих, які мали ІІ та ІІІ ступені дисбактеріозу визначали кількісний вміст ММР-1,-3,-9 та їх ТІМР-1 сироватки крові, оцінювали стан епітелію за даними гістології, із дослідження MUC1, MUC5AC в тканинах ТК у 21 хворого на НВК та 8 пацієнтів із СПК та АПТК, за допомогою імуногістохімічного методу. Результати. Найбільш виражені відхилення у мікробіоті товстої кишки визначено у хворих на НВК із високою активність хвороби (p≤0,05), в загальній групі хворих на НВК (p≤0,01) (r=0,69) та у хворих на ПТК, що виникли на фоні СПК, в порівнянні із групами СПК та ПТК (p≤0,05) (r=0,88). При дисбактеріозі ІІ та ІІІ ступенів зростала кількість ММР-1 у крові серед всіх пацієнтів – 77,49±18,97 ng/ml порівнюючи зі здоровими (p≤0,01), найбільш виражено при НВК – 91,78±12,65 ng/ml (p≤0,001) та при НВК із високим ступенем активності – 84,22±16,91 ng/ml (p≤0,01). Подібні результати отримано у групі КРР – 86,33±19,61 ng/ml (p≤0,01). Середній вміст ММР-9 у всіх хворих виходив за межі коливання референтних значень та при важкому дисбактеріозі ТК склав 718,59±133,93 ng/ml (p≤0,05). Найбільше зростання ММР-9 виявлено при НВК (р≤0,01) (r=+0,61), більш виражене при високій активності – 1431,15±78,67 ng/ml (р≤0,001). Серед обстежених груп виявлено асоціацію дисбіозу ІІ та ІІІ ступенів із вираженою гостротою процесу ураження СОТК при НВК (р≤0,05), що супроводжувалася різким зниженням PAS-реакції келихоподібних клітин (р≤0,05), із помірною гостротою процесу при СПК (р≤0,001), порівнюючи із І ступенем дисбіозу, критерій Фішера (р ≤0,0001). При оцінці накопичення MUC1 і MUC5 AC в слизовій оболонці у хворих із НВК при ІІ та ІІІ ступенях дисбіозу, достовірно зростала частота виявлення слабкої або відсутньої експресії MUC1 в епітелії крипт, порівнюючи із І ступенем дисбіозу (р≤0,05), що погіршувало захисні функцій слизового бар’єру кишечника. Висновки. Таким чином, аналіз отриманих даних свідчить про наявність взаємозв’язку між зростанням ступеню дисбіозу, кількісним вмістом матриксних металопротеїназ ММР-1,-9 сироватки крові та підсиленням гостроти ураження епітелію товстої кишки, найбільш виражено у пацієнтів із НВК. Виявлені зміни мають негативний прогноз, щодо перебігу та прогресування кишкових захворювань і потребують розробки коригуючої терапії.

Теги:

Список цитованої літератури:

1. Li D, Gao C, Zhang F, Yang R, Lan C, Ma Y, et al. Seven facts and five initiatives for gut microbiome research. Protein Cell. 2020 Jun11(6):391-400. DOI: 10.1007/s13238-020-00697-8.
2. Zhdan VM, Kyp`ian OA, Babanina MIu, Shylkina LM, Katepenchuk OI. Mozhlyvosti kopektsii dysbiotychnykh zmin ppy upazhenni suhlobiv ta khpebta u khvopykh iz zapalnymy zakhvopiuvanniamy kyshechnyka. Bulletin of problems biology and medicine. 2020;4(158):131-6. DOI: 10.29254/2077-4214-2020-4-158-131-136. [in Ukrainian].
3. Kyrian OA, Derkach IA, Dorofeyev AE, Rudenko MM. Changes in the intestinal microbiota in patients with ulcerative colitis and irritable bowel syndrome combined with urolithiasis. World of Medicine and Biology. 2021;3(77):77-81. DOI: 10.26724/2079-8334-2021-3-77-77- 81.
4. Dorofeev AE, Vasylenko IV, Diadyk OO, Snisarevskyi PP, Kyp`ian OA, Dorofeevа AA, et al. Morfolohichni aspekty diahnostyky nespetsyfichnoho vyrazkovoho kolitu: suchasnyi pohliad na problemu. Modern gastroenterology. 2017;4:23-32. [in Ukrainian].
5. Wang Q, Qi Y, Shen W, Xu J, Wang L, Chen S, et al. The Aged Intestine: Performance and Rejuvenation. Aging Dis. 2021 Oct 1;12(7):1693- 1712. DOI: 10.14336/AD.2021.0202.
6. Hansson GC. Mucins and the Microbiome. Annu Rev Biochem. 2020 Jun 20;89:769-93. DOI: 10.1146/annurev-biochem-011520-105053.
7. Thevaranjan N, Puchta A, Schulz C, Naidoo A, Szamosi JC, Verschoor CP, et al. Age-Associated Microbial Dysbiosis Promotes Intestinal Permeability, Systemic Inflammation, and Macrophage Dysfunction. Cell Host Microbe. 2017 Apr 12;21(4):455-66. DOI: 10.1016/j. chom.2017.03.002.
8. Zeng MY, Inohara N, Nuñez G. Mechanisms of inflammation-driven bacterial dysbiosis in the gut. Mucosal Immunol. 2017 Jan;10(1):18-26. DOI: 10.1038/mi.2016.75.
9. Herath M, Hosie S, Bornstein JC, Franks AE, Hill-Yardin EL. The Role of the Gastrointestinal Mucus System in Intestinal Homeostasis: Implications for Neurological Disorders. Front Cell Infect Microbiol. 2020 May 28;10:248. DOI: 10.3389/fcimb.2020.00248.
10. Dowdell AS, Colgan SP. Metabolic Host-Microbiota Interactions in Autophagy and the Pathogenesis of Inflammatory Bowel Disease (IBD). Pharmaceuticals (Basel). 2021 Jul 22;14(8):708. DOI: 10.3390/ph14080708.
11. Glover JS, Ticer TD, Engevik MA. Characterizing the mucin-degrading capacity of the human gut microbiota. Scientific Reports. 2022 May 19;12(1):8456. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-11819-z.
12. Pothuraju R, Krishn SR, Gautam SK, Pai P, Ganguly K, Chaudhary S, et al. Mechanistic and Functional Shades of Mucins and Associated Glycans in Colon Cancer. Cancers (Basel). 2020 Mar 11;12(3):649. DOI: 10.3390/cancers12030649.
13. D’Antongiovanni V, Pellegrini C, Fornai M, Colucci R, Blandizzi C, Antonioli L, et al. Intestinal epithelial barrier and neuromuscular compartment in health and disease. World J Gastroenterol. 2020 Apr 14;26(14):1564-79. DOI: 10.3748/wjg.v26.i14.1564.
14. Lee JS, Wang RX, Alexeev EE, Colgan SP. Intestinal Inflammation as a Dysbiosis of Energy Procurement: New Insights into an Old Topic. Gut Microbes. 2021;13(1):1-20. DOI: 10.1080/19490976.2021.1880241.
15. Krishn SR, Kaur S, Smith LM, Johansson SL, Jain M, Patel A, et al. Mucins and associated glycan signatures in colon adenoma-carcinoma sequence: Prospective pathological implication(s) for early diagnosis of colon cancer. Cancer Lett. 2016 May 1;374(2):304-14. DOI: 10.1016/j.canlet.2016.02.016.
16. O’Shea NR, Smith AM. Matrix metalloproteases role in bowel inflammation and inflammatory bowel disease: An up to date review. Inflamm. Bowel Dis. 2014;20:2379-93. DOI: 10.1097/MIB.0000000000000163.
17. Jonsson A, Hjalmarsson C, Falk P, Lois Ivarsson M. Stability of matrix metalloproteinase-9 as biological marker in colorectal cancer. Med Oncol. 2018 Mar 9;35(4):50. DOI: https//doi.org/10.1007/s12032-018-1109-4.
18. Kaydashev IP. Tsitokinovyy signalnyy modul pri vospalitelnom otvete. Zdorovia Ukrainy. 2012;3:26-32.
19. Pujada A, Walter L, Patel A, Bui TA, Zhang Z, Zhang Y, et al. Matrix metalloproteinase MMP9 maintains epithelial barrier function and preserves mucosal lining in colitis associated cancer. Oncotarget. 2017 Oct 17;8(55):94650-65. DOI: 10.18632/oncotarget.21841.
20. Iamborko HV, Ielynska NO, Hudzenko TV. Mikroekolohiia liudyny: kurs lektsii. Odessa: Odes.nai. un-t im. I.I.Mechnykova; 2018. 44 s. [in Ukrainian].
21. Kaur S, Shimizu T, Baine MJ, Kumar S, Batra SK. Immunohistochemistry of pancreatic neoplasia. Methods Mol Biol. 2013;980:29-42. DOI: 10.1007/978-1-62703-287-2_3.

Публікація статті:

«Вісник проблем біології і медицини», 2024 Випуск 1, 172, 168-179 сторінки, код УДК 616.34-092-071:611.018

DOI:

10.29254/2077-4214-2024-1-172-168-179