Celiakia: nowe dane na temat wpływu glutenu

Dzisiaj przypada Międzynarodowy Dzień Celiakii. Celiakia to przewlekła choroba autoimmunologiczna, która dotyka około 1% światowej populacji. Jest to spowodowane spożywaniem białek glutenowych pochodzących z pszenicy, jęczmienia, żyta i niektórych rodzajów owsa. Dieta bezglutenowa chroni pacjentów chorych na celiakię przed poważnymi uszkodzeniami jelit.

Wraz ze współpracownikami chemik dr Veronica Dodero z Uniwersytetu w Bielefeld była w stanie zidentyfikować nowe szczegóły dotyczące tego, w jaki sposób pewne cząsteczki pochodzące z glutenu powodują zespół nieszczelnego jelita w celiakii.

Kluczowe odkrycie badania: pewien fragment białka powstający podczas aktywnej celiakii tworzy nanostruktury, tzw. Oligomery, i gromadzi się w modelu komórek nabłonka jelitowego. Techniczna nazwa tej cząsteczki to 33-merowy dezamidowany peptyd gliadyny (DGP). Zespół badawczy odkrył, że obecność oligomerów DGP może otworzyć szczelnie zamkniętą wyściółkę jelita, prowadząc do zespołu nieszczelnego jelita.

Badanie zostało opublikowane w angewandte Chemie International Edition.

Peptydy pszenne powodujące nieszczelne jelita

Kiedy jemy pszenicę, nasz organizm nie jest w stanie w pełni rozłożyć białek glutenowych. Może to prowadzić do powstawania dużych fragmentów glutenu (peptydów) w naszych jelitach. W przypadku aktywnej celiakii naukowcy odkryli, że obecny u ludzi enzym transglutaminaza tkankowa 2 (tTG2) modyfikuje specyficzny peptyd glutenowy, powodując utworzenie 33-merowego DGP. Zwykle ma to miejsce w części naszych jelit zwanej blaszką właściwą. Jednak ostatnie badania wykazały, że proces ten może zachodzić również w błonie śluzowej jelit.

Zdjęcie z mikroskopu elektronowego pochodzące z badania pokazuje problematyczny 33-merowy peptyd DGP o ostrych strukturach, które mogą otwierać barierę jelitową. Źródło: Uniwersytet w Bielefeld

„Nasz interdyscyplinarny zespół scharakteryzował powstawanie 33-merowych oligomerów DGP przy użyciu mikroskopii o wysokiej rozdzielczości i technik biofizycznych. Stwierdziliśmy zwiększoną przepuszczalność w modelu komórek jelitowych, gdy gromadzi się DGP” – informuje dr Maria Georgina Herrera, pierwsza autorka książki badania. Jest pracownikiem naukowym na Uniwersytecie w Buenos Aires w Argentynie i stażem podoktorskim na Uniwersytecie w Bielefeld.

Kiedy bariera jelitowa zostaje uszkodzona

Zespół nieszczelnego jelita występuje, gdy wyściółka jelit staje się przepuszczalna, co umożliwia przedostanie się szkodliwych substancji do krwiobiegu, co prowadzi do reakcji zapalnych i różnych chorób. W przypadku celiakii toczy się dyskusja na temat wczesnych stadiów zwiększonej przepuszczalności. Wiodąca teoria sugeruje, że przewlekłe zapalenie w celiakii prowadzi do nieszczelnego jelita.

Istnieje jednak druga teoria, która sugeruje, że główną przyczyną jest wpływ glutenu na komórki wyściółki jelit. Zgodnie z tym poglądem gluten bezpośrednio uszkadza komórki wyściółki jelit, czyniąc je przepuszczalnymi, co powoduje przewlekłe zapalenie i potencjalnie prowadzi do celiakii u podatnych osób.

Ponieważ jednak gluten jest spożywany codziennie, jakie molekularne czynniki wyzwalające prowadzą do nieszczelności jelit u pacjentów z celiakią? Jeśli utworzą się oligomery 33-merowego DGP, mogą uszkodzić sieć komórek nabłonkowych, umożliwiając peptydom glutenowym, bakteriom i innym toksynom masowe przedostanie się do krwioobiegu, co prowadzi do stanu zapalnego, a w przypadku celiakii, odpowiedzi autoimmunologicznej.

„Nasze odkrycia potwierdzają hipotezę medyczną, że przerwanie bariery nabłonkowej spowodowane przez peptydy glutenowe jest raczej przyczyną, a nie skutkiem odpowiedzi immunologicznej u pacjentów z celiakią” – mówi główna autorka dr Veronica Dodero z Instytutu Wydział Chemii Uniwersytetu w Bielefeld.

Związek między 33-merowym DGP a celiakią

Ludzkie antygeny leukocytowe (HLA) to białka znajdujące się na powierzchni komórek organizmu. Odgrywają ważną rolę w układzie odpornościowym, pomagając mu odróżnić własne komórki od obcych substancji, takich jak bakterie czy wirusy.

W przypadku celiakii dwa specyficzne białka HLA, mianowicie HLA-DQ2 i HLA-DQ8, są silnie powiązane z chorobą. 33-merowy DGP doskonale dopasowuje się do HLA-DQ2 lub HLA-DQ8 i wywołuje odpowiedź immunologiczną, która prowadzi do zapalenia i zaniku kosmków jelita cienkiego. Ta silna interakcja zmienia DGP w to, co naukowcy nazywają superantygenem. Dla osób cierpiących na celiakię dieta bezglutenowa jest jedyną terapią na całe życie.