Kalifornian yliopiston San Diegon kampuksen tutkijat käyttivät tekoälyä ja molekyylibiologiaa selvittääkseen, miten suoliston immuunisolut päättävät, hyökkäävätkö ne vai korjaavatko ne kudoksia. He havaitsivat, että NOD2-geenin ja gyrdiini-proteiinin vuorovaikutus on ratkaisevan tärkeää tämän tasapainon ylläpitämiseksi. Geenimutaation seurauksena yhteys häiriintyy ja tulehdus karkaa käsistä.
Normaalisti tulehdukselliset makrofagit hyökkäävät haitallisia mikrobeja vastaan, ja ei-tulehdukselliset makrofagit korjaavat kudoksia ja edistävät paranemista. Crohnin taudissa tämä tasapaino siirtyy tulehduksellisten solujen puolelle, mikä johtaa suolen seinämän tuhoutumiseen ja kipuun.
Tutkijat käyttivät tekoälyä ja moderneja molekyylibiologian menetelmiä tutkiakseen, mikä määrää, tuleeko makrofagista tulehdusta aiheuttava vai korjaava. Tuhansien terveiden ja vaurioituneiden kudosten makrofagien geneettisten profiilien analysointi paljasti 53 geeniä, jotka erottavat nämä kaksi solutyyppiä toisistaan. Tutkijoiden huomion keskipisteessä oli NOD2-geeni, joka tunnistettiin vuonna 2001 ensimmäisenä vahvistettuna geneettisenä merkkinä Crohnin taudille.
Yksi näistä 53 geenistä koodaa gyrdiini-proteiinia. Gyrdiini vuorovaikuttaa NOD2:n kanssa ei-tulehduksellisissa makrofageissa, auttaen hallitsemaan tulehdusta ja edistämällä kudosten paranemista. Crohnin taudissa yleinen NOD2-mutaatio häiritsee tätä vuorovaikutusta, mikä johtaa krooniseen tulehdukseen.
”NOD2 toimii infektioiden hallintajärjestelmänä”, selittää tutkimuksen vanhempi kirjoittaja Pradipta Ghosh. ”Sitoutumalla gyrdiiniin se havaitsee patogeenit ja ylläpitää suoliston immuunitasapainoa. Ilman tätä yhteyttä immuunijärjestelmän hallinta lakkaa toimimasta.”
Hiirillä tehdyt kokeet vahvistivat nämä johtopäätökset. Girdiiniä vailla olevilla eläimillä kehittyi voimakas suoliston tulehdus, niiden mikrobiomi muuttui ja monet kuolivat sepsis-tulehdukseen, joka on kehon hallitsematon tulehdusreaktio.
Yhdistämällä tekoälypohjaisen analyysin, molekyylitutkimukset ja eläinkokeet tutkijat pystyivät ymmärtämään, kuinka keskeinen geneettinen mutaatio laukaisee tulehduksen Crohnin taudissa. Nämä löydökset voivat toimia perustana hoidon kehittämiselle, jonka tavoitteena on palauttaa gyrdiinin ja NOD2:n välinen vuorovaikutus.
