Črevný mikrobióm hrá úlohu v regulácii imunitného systému,

študijné nálezy Vedci už dlho vedia, že baktérie v črevách, tiež známy ako mikrobióm, vykonávať pre svojich hostiteľov množstvo užitočných funkcií, ako je štiepenie vlákniny v procese trávenia a výroba vitamínov K a B7.

Nová štúdia však odhaľuje ďalšiu užitočnú úlohu, ktorú mikrobióm hrá. Tím vedcov z Brownovej univerzity zistil, že u myší črevný mikrobióm reguluje imunitný systém hostiteľa - takže obranný systém hostiteľa, ktorý útočí na tieto užitočné baktérie, baktérie môžu existovať mierumilovne s imunitným systémom.

Aký je trik v práci mikrobiómu s imunitným systémom? Vitamín A - baktérie zmierňujú aktívne hladiny vitamínu A v čreve, ochrana mikrobiómu pred hyperaktívnou imunitnou odpoveďou.

Tento pohľad môže byť dôležitý pre pochopenie a liečbu autoimunitných a zápalových chorôb, povedala Shipra Vaishnava, odborný asistent molekulárnej mikrobiológie a imunológie na Brownovej univerzite.

„Mnoho z týchto chorôb sa pripisuje zvýšenej imunitnej odpovedi alebo imunitnej aktivácii, ale našli sme nový spôsob, akým môžu baktérie v našich črevách tlmiť imunitnú odpoveď, „Vaišnava.“ Tento výskum by mohol byť rozhodujúci pri určovaní terapií v prípade autoimunitných chorôb, ako je Crohnova choroba alebo iné zápalové ochorenia čriev, ako aj nedostatok vitamínu A. “

Štúdia bola zverejnená v utorok, 18. december v denníku Imunita .

Mikrobiómy myší a mužov

Črevný mikrobióm je ekosystém tvorený 100 biliónmi baktérií, ktoré sa vyvinuli tak, aby žili v špeciálnych podmienkach čriev, Povedal Vaišnava. Drvivá väčšina týchto baktérií neškodí svojim hostiteľom, ale namiesto toho je nápomocná. Zdravý mikrobióm, ako zdravý les, má mnoho druhov súčasne existujúcich a môže odraziť nepriateľských votrelcov-napríklad baktérie spôsobujúce choroby alebo invazívne druhy.

U ľudí aj myší fyla Firmicutes a Bacteroidetes tvoria väčšinu črevnej mikrobiálnej komunity. Aby zohrali svoju úlohu pri regulácii imunitného systému svojich hostiteľov, baktérie v mikrobióme dolaďujú hladiny proteínu zodpovedného za premenu vitamínu A na jeho aktívnu formu v gastrointestinálnom trakte ich hostiteľov, zistili vedci.

Vaišnavov tím zistil, že Firmicutes baktérie, najmä príslušníci triedy Clostridia, znižujú expresiu proteínu v bunkách, ktoré lemujú črevá. Bielkoviny, retinol dehydrogenáza 7 (Rdh7) premieňa diétny vitamín A na aktívnu formu, kyselina retinová, Povedal Vaišnava. Baktérie Clostridia, spoločné pre myši aj pre mužov, tiež podporujú zvýšené ukladanie vitamínu A v pečeni, tím našiel.

Vaishnava očakáva, že zistenia sú zovšeobecniteľné na interakcie medzi ľudským mikrobiómom a ich hostiteľmi.

Myši geneticky upravené tak, aby nemali v črevných bunkách Rdh7, majú v črevnom tkanive menej kyseliny retinovej, ako vedci očakávali. Konkrétne črevá upravených myší mali menej imunitných buniek, ktoré tvoria IL-22, dôležitý bunkový signál, ktorý koordinuje antimikrobiálnu odpoveď proti črevným baktériám. Ostatné zložky imunitného systému, ako sú bunky s imunoglobulínom A a dvoma typmi T-buniek, boli rovnaké ako u štandardných myší, čo naznačuje, že Rdh7 je len zásadný pre reguláciu antimikrobiálnej reakcie, Povedal Vaišnava.

Vedci nevedia presne, ako je Rdh7 potlačený, ale je známe, že baktérie Clostridia produkujú mastné kyseliny s krátkym reťazcom, ktoré menia expresiu hostiteľského génu. Ako ďalší krok v ich výskume tím bude študovať, ako baktérie regulujú expresiu Rdh7, vrátane skúmania rôznych mastných kyselín s krátkym reťazcom, Povedal Vaišnava.

Navyše, tím bude vykonávať výskum s cieľom pochopiť, prečo je potlačenie Rdh7 kritické. Pracujú na genetickom inžinierstve myší, aby vždy exprimovali Rdh7 vo svojich črevných bunkách. Vaishnava chce vidieť, ako to ovplyvňuje myší mikrobióm a či to vedie k akýmkoľvek zápalom alebo stavom podobným autoimunitným chorobám myší. Budú tiež skúmať dopady zvýšeného ukladania vitamínu A v pečeni v dôsledku regulácie baktérií Rdh7, Povedal Vaišnava.

Pomoc ľudskému zdraviu

Vedci tvrdia, že porozumenie tomu, ako baktérie regulujú reakcie imunitného systému, by mohlo byť dôležité pri odblokovaní kľúčov k poruchám, ako je Crohnova choroba.

Údaje z klinických štúdií ukázali, že zápal v čreve je výsledkom narušených interakcií medzi hostiteľom a ich črevným mikrobiómom, Povedal Vaišnava.

„Úloha vitamínu A pri zápaloch závisí od kontextu a je veľmi ťažké ho oddeliť, „Vaišnava.“ Zmena stavu vitamínu A a metabolických génov vitamínu A sa zhoduje so zápalovými ochoreniami čriev, ale nevieme, či to podporuje zápal alebo nie. Dúfame, že pridanie nášho zistenia - že baktérie môžu regulovať metabolizmus alebo ukladanie vitamínu A v čreve - by mohlo pomôcť objasniť, prečo pole vidí to, čo vidí. "

Tieto zistenia by tiež mohli poskytnúť vodítka o význame mikrobiómu pri riešení nedostatku vitamínu A, problém, ktorý je obzvlášť rozšírený v Afrike a juhovýchodnej Ázii.

Nedostatok vitamínu A postihuje približne tretinu detí mladších ako päť rokov, podľa Svetovej zdravotníckej organizácie (WHO). Nedostatok vitamínu A oslabuje imunitný systém a zvyšuje riziko infekčných chorôb. WHO poskytuje rizikovým deťom doplnky vitamínu A za posledných 25 rokov, ale nebolo to také úspešné, ako sa očakávalo, podľa Vaišnavu. Táto štúdia ukazuje, že baktérie sú veľkou súčasťou absorpcie a skladovania vitamínu A a deti môžu potrebovať správnu kombináciu baktérií v čreve, aby boli doplnky vitamínu A najúčinnejšie, dodala.

„Naša strava a baktérie v čreve sú kriticky prepojené pri regulácii správania sa našich imunitných buniek, „Povedala Vaishnava.“ Zistenie, aké sú tieto väzby na molekulárnej úrovni, je dôležité pre zistenie, ako by sme mohli používať diétu alebo baktérie, alebo obaja spolu, mať terapeutický účinok pri zápalových alebo infekčných ochoreniach. “

• Zmena genómu belochov by mohla vysvetliť vyššie miery rakoviny pažeráka
• Podvýživa u detí s Crohnovou chorobou spojená so zvýšeným rizikom chirurgických komplikácií