Микробиом контролирует работоспособность нашей иммунной системы

Работая вместе с коллегами в Майнце, Берн, Ганновер и Бонн, исследователи из Charité - Universitätsmedizin Berlin, Берлинский институт здоровья (BIH) и Немецкий исследовательский центр ревматизма в Берлине (DRFZ) смогли показать, как микробиом помогает иммунной системе реагировать на патогены. Если отсутствует, соответствующие посредники не освобождены, что приводит к неспособности активировать метаболические процессы в определенных иммунных клетках. Согласно отчету исследователей, который был опубликован в Клетка , это оставляет соответствующие клетки без топлива, необходимого для создания иммунного ответа.

Находясь в интерфейсах окружающей среды, эпителиальные ткани организма представляют собой потенциальные ворота для патогенов. Эти ткани также естественным образом заселены сложным сообществом бактерий, вирусы, грибки и паразиты, и это известно как микробиом. Похоже, что, в ходе эволюции, постоянное взаимодействие с этими микроорганизмами привело к развитию надежных сигнальных путей, которые помогают защитить организм. Команда исследователей под руководством профессора д-ра Андреаса Дифенбаха, Директор Института микробиологии Шарите, Инфекционные болезни и иммунология, изучали роль микробиома в иммунном ответе организма против вредных патогенов и, как следствие, влиянии на сигнальные пути.

Наличие инфекции запускает иммунный ответ организма. Ключевую роль в этом процессе играют «обычные дендритные клетки» (кДК). Они являются частью врожденной иммунной системы организма и несут ряд рецепторов распознавания образов, которые позволяют им быстро обнаруживать вторгшиеся патогены. Первоначальный ответ клеток включает высвобождение цитокинов, сигнальные белки, которые привлекают иммунные клетки к месту инфекции. В то же время, эти клетки также используют фагоцитоз для поглощения и переваривания инвазивных патогенов, после чего они представляют отдельные частицы как антигены на своей клеточной поверхности. Этот, по очереди, приводит к активации Т-клеток (которые являются частью адаптивной иммунной системы) и приводит к целевому иммунному ответу. Наоборот, когда активация Т-клеток запускается кДК, представляющими эндогенные антигены, это приводит к ложному и нежелательному иммунному ответу и приводит к аутоиммунным заболеваниям.

Группа исследователей под руководством профессора Дифенбаха обнаружила, что кДК неспособны вызывать иммунный ответ в стерильных условиях (т. Е. у стерильных мышей). Исследователи пришли к выводу, что кДК должны получать информацию, пока клетка находится в «базальном состоянии» (которое характеризуется отсутствием инфекции), и что эта информация должна поступать из микробиома. Эти полученные из микробиома сигналы запускают кДК для будущего ответа против патогенов.

<цитата>

Мы хотим понять природу непрерывного воздействия микробиома на функцию кДК. В этом исследовании, мы смогли показать это, в их базальном состоянии, эти специализированные иммунные клетки подвергаются непрерывной контролируемой микробиомом передаче сигналов интерферонов типа I (IFN-I) ».

Проф. Андреас Дифенбах, который также является профессором Эйнштейна в области микробиологии и возглавляет исследовательскую группу иммунологии слизистой оболочки DRFZ.

Интерфероны - это цитокины, то есть специальные сигнальные молекулы, которые, как известно, играют роль в противовирусной активности. "До настоящего времени, мы мало что знали о роли IFN-I в базальном состоянии. cDC, которые не получают эту передачу сигналов IFN-I во время базального состояния, не могут выполнять физиологические функции, которые они выполняют в рамках борьбы организма с патогенами, "объясняет микробиолог. Результаты исследования показывают, что микробиом контролирует приспособленность нашей иммунной системы. Он осуществляет этот контроль, приводя иммунную систему в состояние" готовности ", чтобы ускорить ее реакцию на патогены ?.

Исследователи использовали различные модели на животных, чтобы понять, каким образом IFN-I, контролируемый микробиомом, активирует кДК базального состояния для будущих боев. Используя технологию секвенирования, исследователи смогли сравнить эпигеномы и транскриптомы кДК от стерильных животных с таковыми контрольных животных и животных, дефицитных по рецепторам IFN-I. Исследователи хотели знать, что происходит на молекулярном уровне в кДК, когда они больше не подвергаются воздействию IFN-I. Описывая наблюдения исследователей, первый автор исследования, Лаура Шаупп, говорит:"Интересно, когда мы изучали кДК от животных без микробов и животных без передачи сигналов IFN-I, мы смогли наблюдать низкие уровни экспрессии среди генов, участвующих в дыхательной цепи митохондрий ». Исследователь Charité добавляет:« Дальнейшие анализы показали, что клеточный метаболизм кДК от животных без микробов является дисфункциональным, делает их неспособными инициировать иммунный ответ. Клеткам фактически не хватает топлива, необходимого для ответа на патогены ». Это говорит о том, что микробиом имеет решающее значение для функционирования кДК. Это, по-видимому, существенно для способности кДК обеспечивать эффективный ответ на бактериальные или вирусные инфекции. включая ответы, опосредованные Т-клетками. ??

Выводы исследователей могут способствовать разработке новых терапевтических подходов. Многие аутоиммунные заболевания, такие как системная красная волчанка, вызваны повышенной продукцией IFN-I. Другие исследования показали, что микробиом влияет на эффективность ингибиторов контрольных точек при иммунотерапии рака. «Эти явления и впредь будут нас интересовать, - говорит профессор Дифенбах. - Например, можно ли изменить состав микробиома таким образом, чтобы снизить доступность IFN-I, тем самым оказывая положительное влияние на аутоиммунные заболевания? Или можно было бы улучшить реакцию на иммунотерапию рака, оказав положительное влияние на лежащее в основе производство IFN-I? »Теперь группа исследователей планирует провести дальнейшие исследования, в которых будут изучены эти вопросы.

• Вакцинация против ротавируса приводит к снижению госпитализаций и смертности детей
• Дети имеют иммунитет к SARS-CoV-2