$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Nieswoiste zapalenie jelit (IBD), w tym wrzodziejące zapalenie jelita grubego (UC) i choroba Leśniowskiego-Crohna (CD), charakteryzuje się przewlekłym stanem zapalnym w przewodzie pokarmowym (GI). Dotyka ~1-2 miliony Amerykanów1. Szacowane roczne koszty opieki nad pacjentami z IBD w USA wynoszą 11,8 miliarda dolarów. W przeciwieństwie do UC, CD charakteryzuje się przezściennym zapaleniem i tworzeniem się zwężeń2,3. Powstawanie zwężeń (zwężenie) występuje nawet u 70% pacjentów z CD3 i może być spowodowane przezściennym zapaleniem (zwężenie zapalne) lub zwłóknieniem jelit (zwężenie zwłóknieniowe)4,5. Zwłóknienie jelit charakteryzuje się nadmiernym odkładaniem się kolagenu i innych macierzy zewnątrzkomórkowych (ECM) z komórkami mięśni gładkich (SMC) jako jednym z głównych typów komórek mezenchymalnych zaangażowanych w ten proces3,4. Przerost mięśni gładkich związany z hipertrofią to kolejna istotna zmiana histologiczna w zwężeniu zwłóknienia w CD6. Chociaż powstawanie zwężeń w CD wiąże się z przewlekłym stanem zapalnym, żadne leczenie przeciwzapalne nie jest skuteczne, z wyjątkiem leczenia chirurgicznego2,6. Jednak nawroty pooperacyjne są prawie w 100%, jeśli ma się wystarczająco dużo czasu2,7. Jako reakcja zapalna, zwłóknienie i przerost SMC mogą również rozwinąć się w stanach niezapalnych (tj. niedrożność jelit) w jelitach8,9; Uważa się, że w powstawaniu zwężeń biorą udział zarówno mechanizmy zależne, jak i niezależne3,4. Biorąc pod uwagę, że szeroko zakrojone badania nad mechanizmami zależnymi od stanu zapalnego nie przełożyły się na żadną skuteczną terapię powstawania zwężeń, potrzebne są badania nad możliwą rolą mechanizmów niezależnych od stanu zapalnego w zwłóknieniu jelit.
Jako czynnik niezapalny, stres mechaniczny (MS) związany z obrzękiem, infiltracją komórek zapalnych, deformacją tkanek, zwłóknieniem i zwężeniem10,11,12,13 jest powszechnie spotykany w IBD, zwłaszcza CD, który charakteryzuje się przezściennym zapaleniem. Naprężenie mechaniczne jest najbardziej widoczne w zwężeniu CD, gdzie zwężenie (zapalne lub zwłóknieniowe) w miejscu zapalenia powoduje naprężenie mechaniczne w tkance lokalnej i prowadzi do rozdęcia światła w segmencie bliższym miejscu niedrożności10,14. Wcześniejsze badania in vitro wykazały, że stres mechaniczny zmienia ekspresję genów specyficznych mediatorów stanu zapalnego (tj. COX-2, IL-6)8,14,15 i czynniki wzrostu (tj. TGF-β) w tkankach przewodu pokarmowego, zwłaszcza komórkach mięśni gładkich jelit (SMC)16. Ostatnie badania wykazały również, że ekspresja specyficznych mediatorów profibrotycznych, takich jak czynnik wzrostu tkanki łącznej (CTGF), jest bardzo wrażliwa na obciążenia mechaniczne17,18. Postawiono hipotezę, że stres mechaniczny może odgrywać niezależną rolę patogenną w zapaleniu, zwłóknieniu i przebudowie tkanek związanym z chorobą Alzheimera. Jednak patogenne znaczenie stresu mechanicznego w zapaleniu jelit, zwłóknieniu i przeroscie mięśni gładkich w CD pozostaje w dużej mierze niezbadane. Może to częściowo wynikać z faktu, że stan zapalny jest bardziej widocznym i lepiej zbadanym procesem niż stres mechaniczny. Co ważniejsze, nie ma dobrze zdefiniowanego modelu zwierzęcego IBD, który pozwoliłby odróżnić wpływ stresu mechanicznego od stanu zapalnego.
Obecna praca opisuje gryzoniowy model zapalenia jelita grubego podobnego do choroby Leśniowskiego-Crohna, wywołany przez wstrzyknięcie do okrężnicy odczynnika haptenowego kwasu 2,4,6-trinitrobenzenosulfonowego (TNBS)19,20, który może służyć do badania roli naprężeń mechanicznych w CD. Stwierdzono, że wkroplenie TNBS wywołało miejscowe (~2 cm długości) przezścienne zapalenie ze zwężeniem światła (zwężeniem) w dalszej części okrężnicy. Zwężenie prowadzi do wyraźnego rozdęcia jelit (stresu mechanicznego)14,15, ale niewidoczny stan zapalny w odcinku okrężnicy proksymalnie do miejsca wkroplenia. Wręcz przeciwnie, odcinek okrężnicy dystalny do miejsca zwężenia nie przedstawia stanu zapalnego ani obciążenia mechanicznego. W trzech różnych miejscach zaobserwowano znaczące zmiany w ekspresji genów, zapaleniu, zwłóknieniu i przeroscie SMC. Wyniki sugerują, że stres mechaniczny, a w szczególności ekspresja genów wywołana stresem mechanicznym, może odgrywać kluczową rolę w rozwoju zwłóknienia i hiperplazji w zapaleniu jelita grubego Leśniowskiego-Crohna.