Črevná mikrobiota priamo formuje zloženie ľudského imunitného systému,

ukazuje štúdiu Vedci z MSK odhalili dôležité zistenie o vzťahu medzi mikrobiotou a imunitným systémom, ukazuje prvýkrát, že koncentrácia rôznych typov imunitných buniek v krvi sa mení v súvislosti s prítomnosťou rôznych bakteriálnych kmeňov v čreve.

V posledných rokoch, mikrobiota - spoločenstvo baktérií a iných mikroorganizmov, ktoré žijú na ľudskom tele a v ňom, púta pozornosť vedcov a verejnosti, čiastočne preto, že štúdium je teraz jednoduchšie. Súvisí to s mnohými aspektmi ľudského zdravia.

Multidisciplinárny tím z Memorial Sloan Kettering prvýkrát ukázal, že črevná mikrobiota priamo formuje zloženie ľudského imunitného systému.

Konkrétne ich výskum ukázal, že koncentrácia rôznych typov imunitných buniek v krvi sa zmenila v súvislosti s prítomnosťou rôznych bakteriálnych kmeňov v čreve.

Výsledky ich štúdie, ktoré použili viac ako desať rokov údajov zozbieraných z viac ako 2, 000 pacientov, vychádza 25. novembra 2020, v Príroda .

„Vedecká obec už prijala myšlienku, že črevná mikrobiota je dôležitá pre zdravie ľudského imunitného systému, údaje, ktoré použili na tento predpoklad, však pochádzajú zo štúdií na zvieratách, "hovorí systémový biológ Sloan Kettering Institute Joao Xavier, spoluautor príspevku spolu so svojim bývalým postdoktorom Jonasom Schluterom, ktorý je teraz odborným asistentom na NYU Langone Health. „Na MSK, máme jedinečnú príležitosť sledovať, ako sa mení zloženie mikrobioty u ľudí liečených na rakovinu krvi, “Dodáva doktor Xavier.

Unikátny systém na štúdium zmien v tele

Údaje, ktoré boli použité v štúdii, pochádzali od ľudí, ktorí dostávali alogénne transplantáty kmeňových buniek a kostnej drene (BMT). Potom, čo sa na zničenie rakovinových krviniek použije silná chemoterapia alebo rádioterapia, krvotvorný systém pacienta je nahradený kmeňovými bunkami od darcu.

Prvých niekoľko týždňov, kým sa krvné bunky darcu - vrátane bielych krviniek, ktoré tvoria imunitný systém - etablovali, pacienti sú mimoriadne citliví na infekcie. Aby sme ich počas tejto doby chránili, pacientom sa podávajú antibiotiká.

Ale mnohé z týchto antibiotík majú nechcený vedľajší účinok ničenia zdravej mikroflóry, ktorá žije v črevách, umožnenie ovládnutia nebezpečných kmeňov. Keď sa imunitný systém pacienta obnoví, antibiotiká sa prestanú používať, a črevná mikroflóra pomaly začína rásť.

„Paralelné zotavenie imunitného systému a mikrobioty, obidva sú poškodené a potom obnovené, dáva nám jedinečnú príležitosť analyzovať asociácie medzi týmito dvoma systémami, “Hovorí doktor Schluter.

Dlhoročné úsilie nájsť odpovede

Viac ako desať rokov, členovia služby BMT MSK pravidelne odoberali a analyzovali vzorky krvi a stolice od pacientov počas celého procesu BMT. Bakteriálnu DNA spracovali pracovníci strediska MSK Lucille Castori Center for Microbes, Zápal, a rakovina, ktorý zohral kľúčovú úlohu pri vytváraní rozsiahleho súboru údajov o mikrobiote.

Naša štúdia ukazuje, že zo stolice sa môžeme veľa naučiť - biologické vzorky, ktoré by boli doslova spláchnuté do záchodu. Výsledkom ich zberu je, že máme jedinečný súbor údajov s tisíckami údajových bodov, ktoré môžeme použiť na kladenie otázok o dynamike tohto vzťahu. . "

Joao Xavier, Študovať spoluautora a systémového biológa, Inštitút Sloana Ketteringa

Toto širšie úsilie viedol Marcel van den Brink, Vedúci oddelenia hematologických malignít, a tím špecialistov na infekčné choroby, Lekári BMT, a vedci. „Pre slušný počet pacientov, zbierali sme denné vzorky, aby sme skutočne videli, čo sa deje zo dňa na deň, „Doktor van den Brink hovorí.“ Zmeny v mikrobiote sú rýchle a dramatické, a takmer neexistuje žiadne iné prostredie, v ktorom by ste ich mohli vidieť. “

Predchádzajúci výskum s použitím vzoriek zozbieraných z tejto práce sa zameral na to, ako črevná mikrobiota ovplyvňuje zdravie pacientov počas procesu BMT.

Štúdia zverejnená vo februári 2020 uvádza, že väčšia rozmanitosť druhov v črevnej mikrobiote je spojená s nižším rizikom úmrtia po BMT.

Zistilo sa tiež, že nižšia diverzita mikrobioty pred transplantáciou mala za následok vyšší výskyt chorôb štepu proti hostiteľovi, potenciálne smrteľná komplikácia, pri ktorej imunitné bunky darcu napádajú zdravé tkanivo.

Nové indície o komplikovanom vzťahu

Databanka, ktorú tím MSK vytvoril, obsahuje podrobnosti o typoch mikróbov, ktoré v rôznych časoch žijú v útrobách pacientov. Výpočtový tím, vrátane Dr. Schluter a Xavier, potom použil algoritmy strojového učenia na ťažbu elektronických zdravotných záznamov pre zmysluplné údaje.

Údaje zo zdravotných záznamov zahŕňali typy imunitných buniek prítomných v krvi, informácie o liekoch, ktoré pacienti dostávali, a vedľajšie účinky, ktoré pacienti zaznamenali. „Tento výskum by mohol nakoniec navrhnúť spôsoby, ako zvýšiť BMT prísnejšou reguláciou mikrobioty, „Hovorí doktor van den Brink.

Analýza tohto veľkého množstva údajov bola obrovská úloha. Dr. Schluter, ktorý bol v tom čase postdoktorandom v laboratóriu Dr. Xaviera, vyvinul na to nové štatistické techniky.

„Pretože experimenty s ľuďmi sú často nemožné, ostáva nám to, čo môžeme pozorovať, „Doktor Schluter hovorí.“ Ale pretože máme k dispozícii toľko údajov zozbieraných za časové obdobie, kedy sa imunitný systém pacientov a mikrobiómy dramaticky menia, môžeme začať vidieť vzory. To nám dáva dobrý začiatok k pochopeniu síl, ktoré mikrobiota vyvíja na obnovu imunitného systému. “

"Cieľom tejto štúdie nebolo povedať, či sú niektoré druhy mikróbov 'dobré' alebo 'zlé' pre imunitný systém, "Doktor Xavier vysvetľuje, a dodáva, že toto bude ťažiskom budúceho výskumu. „Je to komplikovaný vzťah. Podtypy imunitných buniek, ktoré by sme chceli zvýšiť alebo znížiť, sa líšia zo dňa na deň, podľa toho, čo sa ešte v tele deje. Dôležité je, že teraz máme spôsob, ako tento komplexný ekosystém študovať. “

Vedci tvrdia, že tiež plánujú použiť svoje údaje na štúdium imunitného systému u pacientov, ktorí dostávajú inú liečbu rakoviny.

• Obmedzenia súvisiace s ochorením COVID-19 viedli v USA k 86-percentnému poklesu norovírusových infekcií,
• Vedci odhaľujú spojenie medzi črevnými baktériami a hladinou vitamínu D.