В течение десятилетий врачи знали, что камни в желчном пузыре собираются и растут из кристаллов холестерина и кальция, когда соли накапливаются и слипаются в желчи – желтовато-коричневая жидкость, которая помогает расщеплять липиды в тонкой кишке. Однако одно препятствие, которое исследователи не смогли преодолеть при разработке новых методов лечения, заключается в том, что они не знали, как кристаллы кальция и холестерина слипаются, образуя камни.

Теперь, Мартин Херрманн из Университета Фридриха-Александра в Эрлангене-Нюрнберге, Германия, и его коллеги обнаружили, что иммунные клетки, называемые нейтрофилами, по-видимому, вовлечены. Нейтрофилы генерируют липкие ткани ДНК, называемые нейтрофильными внеклеточными ловушками (НЕТ), которые действуют как «клей» и связывают кристаллы во время образования желчного камня.

<img alt=" Нейтрофильная – изображение»SRC = "Данные: изображение / GIF; base64, R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP /// yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7" данных SRC = "/ image.axd картинка = 2019% 2F8% 2fBy_Kateryna_Kon.jpg" data-data-style = "width: 100%;" title = "Neutrophil – image" class = "lazy-load-image" width = "1000" height = "667" /> Катерина Кон | Shutterstock

По оценкам, желчные камни поражают около 25 миллионов американцев и являются основной причиной госпитализации во всем мире. Камни образуются в желчном пузыре, который выделяет желчь через желчные протоки, чтобы помочь расщепить жир в тонкой кишке. Они могут быть мелкими, как песчинка, или расти до размеров мяча для гольфа.

Хотя большинство камней в желчном пузыре не вызывают симптомов, они могут попасть в тонкую кишку или заблокировать желчный проток, вызывая сильную боль в животе, тошноту и рвоту, инфекцию и даже смерть.

Хирургическое удаление желчного пузыря является одной из наиболее распространенных операций, выполняемых среди взрослых в США. Лекарства доступны, но они могут занять месяцы или годы, чтобы разбить камни. Текущее открытие потенциально обеспечивает отправную точку для разработки новых, более эффективных методов лечения.

Изучение состава «шлама желчного пузыря», чтобы найти таинственный клей

Херрманн и его коллеги сделали открытие, изучая камни в желчном пузыре, найденные в желчи людей, перенесших операцию по получению стентов. Они извлекли и исследовали состав вещества, называемого «осадок желчного пузыря», который состоит из мелких камней в желчи.

Исследователи обнаружили большие скопления нейтрофильной ДНК на поверхности мелких камней, а также активность фермента, называемого нейтрофильной эластазой, который расщепляет белки. Они также обнаружили сгустки ДНК и свидетельство высокой активности нейтрофильной эластазы на поверхности более крупных камней.

Считается, что нейтрофилы являются первыми респондентами, защищающими организм от инфекции. Выдавливая подобные сети сети, они ловят и уничтожают микробы, которые приводят к заражению.

ДНК и молекулы, обнаруженные на поверхности осадка желчного пузыря, принадлежали сетям, что является явным признаком того, что нейтрофилы были нацелены на желчные кристаллы.

Нейтрофилы выбрасывают свою ДНК в кристаллы холестерина, которые «связывают»

Чтобы выяснить, что вызвало образование NET, исследователи культивировали кристаллы холестерина с человеческими нейтрофилами, в результате чего нейтрофилы расстреливали свою ДНК в кристаллы.

Чтобы определить, были ли сети связаны с образованием желчных камней, команда установила человеческие камни на вращающихся, встряхивающих устройствах и вращала их в присутствии или отсутствии нейтрофилов.

В присутствии нейтрофилов на каменных поверхностях быстро накапливались фрагменты нейтрофильной ДНК и нейтрофильная эластаза, которые затем связывали вместе холестерин и кристаллы кальция, образуя еще более крупные камни.

«Когда они находят подозрительные вещества, например кристаллы, которые образуют камни в желчном пузыре, они склонны выбрасывать свою ДНК и связывать материал», – говорит Херрманн.

Когда команда остановила создание сетей Нейтрофилов, камни больше не накапливали ДНК, что наводило на мысль, что это мешало их росту.

Остановка роста желчных камней у мышей

Затем исследователи кормили мышей диетой, богатой холестерином, которая, как известно, способствует образованию камней в желчном пузыре. У некоторых мышей был генетический дефект, который останавливает образование NET, и у этих животных было меньше желчных камней и меньше, чем у здоровых мышей, у которых было нормальное образование NET. Точно так же мыши, у которых было более низкое количество нейтрофилов в крови, также образовывали меньшие камни в желчном пузыре, чем их здоровые коллеги.

Затем исследователи добавили либо соединение, которое ингибирует фермент, участвующий в образовании NET, в диету, либо бета-блокатор, который предотвращает миграцию нейтрофилов в желчный пузырь. Обе процедуры полностью блокировали любой дополнительный рост любых ранее существовавших желчных камней.

Проложить путь для новых профилактических процедур

Результаты могут привести к профилактическому лечению желчных камней. Испытанный командой бета-блокатор уже используется для лечения заболеваний сердца, и Герман предлагает провести испытания, чтобы выяснить, помогает ли препарат также предотвращать образование камней в желчном пузыре.

Нейтрофилы долгое время считались первой линией защиты от инфекции, и было показано, что они создают сети, которые запутывают и убивают патогенные микроорганизмы. Здесь мы приводим дополнительные доказательства природы обоюдоострых мечей этих сетей, показывая, что они играют важную роль в сборке и росте камней в желчном пузыре. Ориентация на нейтрофилы и образование НЭТ может стать привлекательным инструментом для предотвращения образования желчных камней в группах высокого риска ».

Мартин Херрманн, ведущий научный сотрудник

Соавтор Луис Муньос соглашается с тем, что в настоящее время необходимы исследования на людях для разработки новых методов лечения желчнокаменной болезни: «Надеемся, мы сможем убедить фармацевтические компании провести клиническое исследование с ингибиторами формирования NET или агрегации NET».