В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, ученые из Гарвардской медицинской школы (Harvard Medical School) выяснили, как определенная бактерия в составе микробиома кишечника влияет на иммунитет.
Влияние микробиома кишечника на организм
Микробиом кишечника связан со всеми аспектами здоровья и болезней человека, включая проблемы с иммунитетом до обмена веществ и психического здоровья. Однако, очень сложно определить, какие молекулы, произведенные разнообразными бактериями в кишечнике, влияют на биологические процессы и как они это делают.
«Исследования микробиома должны перейти от установления взаимосвязей к определению функции и причинно-следственной связи», — комментирует автор исследования Рамник Ксавьер (Ramnik Xavier).
Akkermansia muciniphila
Ученые сосредоточили свое внимание на изучении бактерии Akkermansia muciniphila, на долю которой приходится 3% кишечного микробиома. Бактерия получила свое название от кишечной слизи, которую она разрушает. Исследователи предполагали, что A. muciniphila играет ключевую роль в поддержании здоровых иммунных процессов, защищая от таких заболеваний, как диабет 2 типа, воспалительные заболевания кишечника, и делая раковые клетки более чувствительными к терапии иммунных контрольных точек.
Механизм влияния кишечной бактерии на иммунитет
Результаты исследования показывают, что связи начинаются с липида в клеточной мембране A. muciniphila. Определив молекулярную структуру липида, ученые обнаружили, что липид взаимодействует с парой рецепторов на поверхности многих иммунных клеток. Эти рецепторы, известные как толл-подобный рецептор 2 (TLR2) и толл-подобный рецептор 1 (TLR1), обнаруживают бактерии и помогают иммунной системе определить, друзья они или враги. В этом случае версии TLR2 и TLR1 связаны друг с другом способом, которого ученые раньше не видели. Исследователи показали на клеточных культурах, что активация липидом TLR2-TLR1 может вызвать высвобождение определенных цитокинов — иммунных белков, участвующих в воспалении, — оставляя другие цитокины в покое. Ученые также подтвердили, что липид помогает поддерживать иммунный гомеостаз. Авторы исследования обнаружили, что низкие дозы липидов действуют как поводок, не давая иммунной системе реагировать на потенциально опасные молекулы, пока эта молекула не достигнет значительного уровня. С другой стороны, ученые наблюдали, что высокие дозы липидов не стимулируют иммунный ответ сильнее, чем низкие или средние дозы, поддерживая здоровый уровень воспаления.
Практическая значимость работы
Работа представляет новые возможности для разработки лекарственных препаратов, которые используют способность A. muciniphila манипулировать иммунной системой и бороться с болезнями.
Авторы другого исследования утверждают, что развитие колоректального рака могут спровоцировать кишечные бактерии C. difficile.
Некоторые бактерии в микробиоме кишечника коррелируют с тяжелым течением инсульта