Ученые оценили роль ноцицепторов в кишечнике мышей, инфицированных возбудителем Salmonella enterica serovar Typhimurium. Авторы сообщают, что наличие множества кишечных ноцицепторов (в частности, экспрессирующих белки ионного канала TRPV1 и NaV1.8) защищает кишечник от вторжения сальмонеллы и последующего распространения этой бактерии в таких местах, как печень и селезенка.
Интересно, что авторы обнаружили, что защитные эффекты ноцицепторов не были опосредованы известными антимикробными механизмами защиты, такими как активация иммунных клеток или изменение уровня антимикробных пептидов, которые вырабатываются кишечными клетками. Вместо этого, во время заражения сальмонеллой, эти ноцицепторы организовали снижение количества М-клеток. Поскольку M-клетки - это ключевая точка входа сальмонеллы, такое снижение, вероятно, приведет к уменьшению площади поверхности, доступной для вторжения сальмонеллы.
Авторы проанализировали состав кишечных бактерий в отсутствие инфекции сальмонеллы, используя мышей с ноцицепторами кишечника, которые были генно-инженерными для отсутствия либо TRPV1, либо NaV1.8 канальных белков. Сравнили с животными которые экспрессировали эти протеины, оба типа инженерных мышей имели более низкие уровни "сегментированных нитевидных бактерий" (SFB), группы условно-патогенных микробов, которые прикрепляют к эпителиальным клеткам кишечника, и в частности к клеткам M12. Такие условно-патогенные бактерии имеют решающее значение для обеспечения сопротивления против колонизации кишечника патогенами, включая сальмонеллу.
Ученые исследовали была ли связь между уменьшением в М-клетках и степенью колонизации SFB бляшек Пейера. Авторы продемонстрировали, что истощение М-клеток, опосредованное ноцицепторами или вызванное антителами, привело к увеличению этой колонизации, предположив, что количество М-клеток может модулировать колонизацию SFB в кишечнике (хотя точные механизмы, ответственные за это, были определены не полностью). Этот результат был выгоден, так как ограничивал возможность заражения сальмонеллой, предположительно потому, что более высокое присутствие SFB и истощение М-клеток вместе привели к сокращению мест инвазии, доступных для сальмонеллы. Наконец, ученые сообщают, что при обнаружении сальмонеллы у ноцицепторов, экспрессирующих TRPV1, нейроны высвобождали нейропептид под названием CGRP. Эта маленькая молекула обеспечивает связь между клетками. CGRP был непосредственно способен регулировать изобилие и функцию М-клеток, а также регулировать уровень SFB в кишечнике.
Авторы обнаружили ранее непризнанную роль ноцицепторов в защите хозяина от инфекции сальмонеллы. Эти замечательные находки раскрывают сложный цикл взаимодействия между эпителиальными клетками, нейронами и микробами в кишечнике млекопитающего, добавляя еще один слой сложности к нашему пониманию кишечного иммунитета. Пока еще предстоит определить, помогают ли ноцицептор-опосредованные реакции защититься от целого ряда других микробных патогенов. Действительно, по имеющимся данным, ноцицепторы защищают мышей во время инфицирования бактериальным патогеном Citrobacter rodentium.
Ключевой областью будущих исследований будет определение того, имеют ли выводы ученых и его коллег отношение к здоровью человека. Например, одной из областей, которую стоит изучить, является вопрос о том, может ли долгосрочное использование блокирующих боль препаратов, повлиять на ноцицептор-опосредованную антибактериальную защиту.
Это представляет интерес, поскольку ноцицепторы являются их основной мишенью, а их введение мышам изменяет микробиологический состав кишечника. Кроме того, их применение способствует распространению определенных типов микробов (грамотрицательных бактерий) из кишечника в другие места в организме - процесс, который может привести к сепсису, потенциально угрожающему жизни иммунного ответа на инфекцию. Будущие исследования, которые исследуют взаимодействия между нейронами и иммунными клетками во время инфекции, могут раскрыть дальнейшие захватывающие открытия, которые окажут глубокое влияние на наше понимание защиты хозяина.