СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ ПАТОГЕНЕЗА ВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ КИШЕЧНИКА В МОДЕЛЯХ IN VITRO и IN VIVO

Актуальность. Для воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК) характерно наличие воспаления в слизистой оболочке кишечника и повышенная проницаемость кишечного барьера. При изучении биологического действия препаратов важно, чтобы используемые при этом экспериментальные модели адекватно воспроизводили основные факторы патогенеза заболевания.

Целью исследования явилось сравнение показателей проницаемости кишечного эпителиального барьера и воспалительного процесса в моделях ВЗК: на клетках Caco-2, стимулированных липополисахаридами (ЛПС), и на мышах с нокаутом гена муцина 2 (Muc2^-/-).

Материалы и методы исследования. Для создания модели ВЗК in vitro клетки Caco-2 культивировали в присутствии ЛПС в концентрациях 0,1 – 100 мкг/мл, оценивали его влияние на трансэпителиальное электрическое сопротивление клеток, проницаемость монослоя, экспрессию генов плотных контактов (ZO-1, Claudin-1) и провоспалительных цитокинов – интерлейкина (IL)-8, TNF-α, IL-1β, секрецию клетками IL-8. В качестве модели ВЗК in vivo использовали мышей с нокаутом гена муцин 2 (Muc2^-/-). Проницаемость кишечника определяли по концентрации флуоресцеин-изотиоцианат-декстрана в крови после его внутрижелудочного введения, проводили гистологический анализ образцов толстой кишки, и оценивали в них экспрессию генов TNF-α, IL-1β, IL-10 и содержание IL-1β и IL-10.

Результаты. В экспериментах in vitro на клетках Caco-2 ЛПС 10 мкг/мл на 57% снижал электрическое сопротивление монослоя клеток, на 38% повышал проницаемость клеточного монослоя для флуоресцеин-изотиоцианат-декстрана. При этом ЛПС в 2,8 и 2,3 раза увеличивал экспрессию IL-8 и TNF-α, на 54 и 53% снижал экспрессию ZO-1 и Claudin-1, и в 27 раз увеличивал секрецию клетками IL-8 по сравнению с контролем. В экспериментах in vivo показано, что проницаемость кишечника Muc2^-/- мышей была в 5,8 раз выше, экспрессия IL-1β и TNF-α в 9,9 и 6,8 раза выше; экспрессия IL-10 у мышей Muc2^-/- на 71% ниже, и содержание IL-1β и IL-10 в кишке было на 94% выше и 44% ниже по сравнению со здоровыми мышами.

Заключение. Изученные in vitro и in vivo модели ВЗК характеризуются схожей динамикой в показателях кишечной проницаемости и воспалительного ответа. Эти модели адекватно воспроизводят соответствующие факторы патогенеза заболевания и дополняют друг друга.