Определенные кишечные микробы могут влиять на нормальный рост и созревание скелета.

Микробы часто рассматриваются как патогены, вызывающие болезни, но на самом деле картина более сложная, чем это ограниченное представление. Микробиом кишечника, который представляет собой собрание микроорганизмов, которые колонизируют здоровый кишечник, считается поддерживающим органом, который может регулировать биологические функции хозяина, включая здоровье скелета. Исследователи из Медицинского университета Южной Каролины (MUSC), изучающие остеоиммунологию, интерфейс скелетной и иммунной систем, изучили влияние конкретного микроорганизма, сегментированные нитчатые бактерии (SFB), о постпубертатном развитии скелета. Их результаты, опубликовано в Интернете 10 января в Журнал исследований костей и минералов Плюс , показали, что SFB повышает реакцию специфических иммунных клеток в кишечнике и печени. Этот ответ привел к увеличению активности остеокластов и снижению активности остеобластов, кумулятивно ухудшающее накопление костной массы.

"Это первый известный отчет, показывающий, что в сложном микробиоме кишечника определенные микробы могут влиять на нормальный рост и созревание скелета, "сказал Чад М. Новинце, D.D.S., Кандидат наук., доцент медицинских колледжей и стоматологической медицины, кто изучает влияние микробиома на остеоиммунологию и развитие скелета.

Лаборатория Novince фокусируется на постпубертатной фазе развития скелета, критическое окно пластичности, которое поддерживает накопление примерно 40% максимальной костной массы человека. Недавняя работа в лаборатории показала, что микробиом кишечника усиливает иммунные реакции в печени и костной среде, что ухудшает костную массу скелета. Другие группы показали, что SFB активирует иммунный ответ клеток TH17 интерлейкин-17A (IL-17A) зависимым образом. Исследование, направленное на то, чтобы связать эти аспекты SFB-опосредованного иммунитета, определить, могут ли определенные кишечные микробы влиять на здоровье скелета.

Чтобы изучить влияние SFB и микробиома кишечника на здоровье скелета, Лаборатория Novince использовала модель мышей с определенной микробиотой. Это исследование было проведено при поддержке Gnotobiotic Animal Core MUSC, режиссер Кэролайн Вестуотер, Кандидат наук., соавтор и профессор стоматологического колледжа. Доступен благодаря уникальному животному ядру, Беспроблемные мыши (без микробиоты) и мыши-гнотобиоты (определенная микробиота) представляют собой отличную модель для изучения вклада микробиома в развитие скелета.

<цитата>

Когда мы думаем о кости, это всегда баланс остеобластов и остеокластов; остеобласты образуют кость, и остеокласты рассасывают кость. Колонизация SFB вызвала сдвиг в обе стороны от оси:активность остеокластов увеличилась, снизилась активность остеобластов, что губительно для скелета ".

Чад М. Новинце, доцент медицинских колледжей и стоматологической медицины, MUSC

Чтобы начать свои исследования, Лаборатория Novince сравнила мышей, свободных от микробов, с мышами, ассоциированными с SFB. У мышей, которым вводили SFB, объем губчатой ​​кости уменьшился на 20% - тип кости, который подвергается высокому уровню метаболизма костной ткани. Дальнейшее исследование этих мышей показало, что колонизация SFB приводит к увеличению уровней IL-17A в кишечнике и кровообращении, и повышенный потенциал остеокластов.

Следующий, Лаборатория Novince исследовала, может ли присутствие SFB в сложной микробиоте кишечника влиять на нормальное развитие скелета. Они сравнили мышей без специфических патогенов Taconic, которые имели SFB как часть своего микробиома, с мышами Taconic без специфических патогенов, у которых не было SFB.

Присутствие SFB в сложной микробиоте привело к уменьшению объема губчатой ​​кости, что было связано с повышенной активностью остеокластов и пониженной активностью остеобластов. Колонизация SFB привела к провоспалительному иммунному состоянию в кишечнике, с повышенным количеством миелоидных супрессорных клеток (MDSC) и M1-макрофагов в лимфатических узлах, связанных с кишечником. Кроме того, Колонизация SFB увеличивала уровни IL-17A в кишечнике и кровообращении.

Интересно, Присутствие SFB в сложной микробиоте кишечника также сильно стимулировало иммунитет печени. Колонизация SFB активизировала провоспалительные иммунные факторы в печени и увеличила количество клеток TH17 в лимфатических узлах, дренирующих печень. Более того, присутствие SFB привело к более высокому уровню реагентов острой фазы - иммунных факторов, которые вырабатываются в печени и секретируются в кровоток. Липокалин-2 (LCN2) был особенно интересен, потому что это антимикробный пептид, влияющий на метаболизм костей.

Колонизация SFB привела к увеличению циркулирующих уровней IL-17A и LCN2, которые являются факторами, которые поддерживают активность остеокластов и подавляют активность остеобластов. Взяты вместе, Эти данные показывают, что SFB играет решающую роль в регулировании иммунного ответа как в кишечнике, так и в печени, что оказывает значительное влияние на скелет и обеспечивает надежную поддержку того, что действия кишечной микробиоты на скелет частично опосредуются через ось кишечник-печень-кости. .

Кроме того, вклад SFB в здоровье скелета может иметь серьезные клинические последствия.

"Если мы сможем предотвратить колонизацию или уничтожить определенные микробы, такие как SFB, из микробиома, существует клинический потенциал для оптимизации набора костной массы во время постпубертатного развития скелета, "сказал Новинце.

Известно, что диета, пробиотики и антибиотики оказывают значительное влияние на состав микробиома, включая колонизацию SFB. Большая часть костной массы человека накапливается в подростковом возрасте, или постпубертатно. С возрастом люди они медленно начинают терять костную массу, что подвергает их риску переломов и остеопороза. Модуляция SFB, с помощью неинвазивных вмешательств, таких как диета или пробиотики, может позволить наращивать или оптимизировать пиковое накопление костной массы в подростковом возрасте. Это ограничит риск старения, связанный с низкой костной массой и связанными с этим переломами.

В итоге, Группа Новинса показала, что в сложном микробиоме специфический комменсальный микроб, SFB, обладает способностью критически изменить способ взаимодействия микробиома с иммунной системой и скелетом хозяина. Этот иммунный ответ, опосредовано через ось кишечник-печень-кость, индуцирует проостеокластную и антиостеобластную среду в кости, что нарушает нормальный рост и созревание скелета. Сильный вклад печеночного иммунитета требует дальнейшего изучения того, как продукты острой фазы могут иметь обратный эффект на микробиом или дополнительные эффекты на хозяина.

• Более 60 организаций выступят перед возвращением NASH Summit в Бостоне
• Люди, которые едят с высоким содержанием клетчатки,