Tutkimus paljastaa uuden ylikuulumisen suoliston mikrobien ja kehittyvien kateenkorvan solujen välillä

Vastasyntyneet kohtaavat ainutlaatuisia immunologisia haasteita heti syntymän jälkeen. Kun ne lähtevät suhteellisen steriilistä sikiöympäristöstä, ne altistuvat äkillisesti monille vieraille antigeeneille, jonka suurin taakka on ruoansulatuskanavan vasta kolonisoivan mikrobiston muodossa.

Nämä nopeasti lisääntyvät ulkomaiset hyökkääjät edustavat ylivoimaisesti, suurin uhka vastasyntyneen immuunijärjestelmälle, jonka on tunnistettava ja luokiteltava nämä organismit hyvänlaatuisiksi, kommensaalinen tai patogeeninen.

Tutkimukset osoittavat, että tehokas "ylikuuluminen" tai viestintä varhaisten mikrobien ja limakalvon immuunisolujen välillä on välttämätöntä terveiden mikrobiyhteisöjen muodostumiselle ja hyvin toimivan immuunijärjestelmän edistämiselle.

Immuunijärjestelmän solut, jotka osallistuvat limakalvon immuniteettiin, kehittyvät kateenkorvan elimessä, joka sijaitsee rintalastan alla sydämen yläpuolella. Tähän asti, on ollut epäselvää, vaikuttavatko suoliston mikrobit näiden solujen kehitykseen kateenkorvassa varhaisessa iässä.

Massachusetts General Hospitalin limakalvon ja immunologian biologian tutkimuskeskuksen (MIBRC) tutkijat raportoivat nyt, että suoliston mikrobit säätelevät erikoistuneiden immuunisolujen kehittymistä kateenkorvassa, joilla on kriittinen rooli limakalvon suvaitsevaisuudessa.

Heidän laajan tutkimuksensa tulokset julkaistiin vuonna National Academy of Sciencin julkaisut e, USA tällä viikolla. Nitya Jain, PhD, ja kollegat keskittivät tutkimuksensa immuunisolujen osajoukkoon, jotka ilmentävät transkriptiotekijää PLZF.

Nämä solut, kutsutaan yhdessä synnynnäisiksi ja synnynnäisiksi lymfosyyteiksi, ne toimivat tyypillisesti suolen limakalvonesteen rajapinnalla ja tarjoavat immuunisuojaa limakalvon kohdissa.

Näiden immuunisolujen kehityksen tutkiminen suoliston mikrobien yhteydessä, tutkijat monokolonisoivat bakteerittomia hiiriä ihmismallilla, Bacteroides fragilis, ja osoitti, että tämä yksittäinen bakteerilaji voisi palauttaa PLZF+:n synnynnäisten ja synnynnäisten kaltaisten lymfosyyttien kehityksen vastasyntyneiden kateenkorvassa.

Muissa konseptitutkimuksissa he osoittivat, että mutantti B. fragilis, jolta ei ilmennyt polysakkaridi A:ta (PSA), ei kyennyt tekemään samaa, viittaa siihen, että spesifiset mikrobiantigeenit voisivat säätää tätä varhaisen elämän kehitysprosessia.

Samanlainen vajaus näissä soluissa havaittiin mutanttihiirillä, joilta puuttui Toll -reseptorin 2 ilmentyminen, reseptori, joka tunnistaa bakteerit ja bakteerikomponentit, mukaan lukien B. fragilis PSA, käynnistää isännän suojaavat immuunivasteet.

Ymmärtääksesi, kuinka tämä mikrobiviesti toimitettiin kehittyville kateenkorvan soluille, Jainin ryhmä käytti uutta hiirimallia seuratakseen solujen siirtymistä paksusuolesta kateenkorvaan.

Valokuvan muuntamisstrategia, kehitetty MGH:n Guillermo "Gary" Tearneyn ryhmän avulla Wellmanin fotolääketieteen keskuksessa, korostettiin Journal of Visualized Experiments -lehdessä vuonna 2018.

Tutkijat osoittivat, että suoliston mikrobit painavat antigeeniä esittelevät solut, joita kutsutaan plasmasytoididendriittisoluiksi (pDC) ja jotka siirtyvät suolistosta kateenkorvaan varhaisessa iässä säätelemään kateenkorvan lymfosyyttien kehittymistä.

Ensimmäistä kertaa, Jainin ryhmä on paljastanut "uuden viestinnän suoliston mikrobien ja kateenkorvan kehittyvien solujen välillä, "sanoo Jain." Se muokkaa immuunijärjestelmää "varhaislapsuudessa" ja vaikuttaa siihen, miten isäntä reagoi sairauksiin koko elinkaaren ajan. "

Imeväisen suoliston mikrobiomin epätasapainoisen kehityksen uskotaan vaikuttavan sairauden kehittymiseen myöhemmin elämässä. Mikrobiotan häiritseminen lapsuudessa antibiooteilla tai ruokavaliolla, esimerkiksi, on liitetty lisääntyneeseen allergiariskiin, astma ja autoimmuunisairaudet, mukaan lukien keliakia ja tulehduksellinen suolistosairaus (IBD).

Jainin ryhmä osoittaa yhden mekanistisen perustan tälle havainnolle. Ne osoittavat, että kateenkorvan PLZF+ -solut eivät kehittyneet tehokkaasti hiirillä, joita hoidettiin laajakirjoisilla antibiooteilla varhaisessa iässä, mutta myöhemmässä elämässä hoidetut hiiret säästettiin.

Jain sanoo, että "näytti olevan varhaisen elämän aikaikkuna, kun kateenkorvan immuunisolut olivat erityisen alttiita mikrobivaikutuksille".

Lisäksi, tutkimus osoittaa, että kateenkorvan synnynnäisten ja synnynnäisten kaltaisten solujen mikrobien aiheuttama muuttunut kehitys varhaisessa elämässä jatkuu aikuisuuteen ja lisää alttiutta kokeelliselle paksusuolitulehdukselle.

Tärkeää taudin vakavuutta voitaisiin hillitä siirtämällä PLZF+ -soluja hiiriltä, ​​jotka kehittyivät normaalilla mikrobiootalla varhaisessa iässä, sanoo Jain.

Hän lisää, "Tällä on merkittäviä vaikutuksia sellaisten strategioiden suunnitteluun, joilla hoidetaan autoimmuunisairauksia, kuten IBD.

MIBRC:n johtaja Alessio Fasano, MD toteaa, että kasvava näyttö osoittaa, että terveen immuunitilan varhainen kehittyminen edellyttää ihanteellista symbioottista suhdetta kehittyvien imeväisten ja heidän mikro -organismiyhteisönsä välillä.

Se, kuinka me 'valitsemme' ihanteellisen mikrobiomimme opettaaksemme immuunijärjestelmäämme puolustamaan meitä eikä vahingoittamaan meitä, on edelleen suuri kysymysmerkki. Nitya ja hänen ryhmänsä-ensimmäistä kertaa-ovat valottaneet hyvin varhaisia ​​mekanismeja, jotka ovat vastuussa terveen suhteen luomisesta ihmisen isännän ja mikrobiomin välille. "

Alessio Fasano, MD, Johtaja, MIBRC

• Ei-hormonaaliset vaihtoehdot ovat tehokkaita vaihdevuosioireiden hoidossa
• Tutkijat tunnistavat maksan fibroosin "sammutuskytkimen" hiirillä