Mikrobiom nadzoruje sposobnost našega imunskega sistema

Sodelovanje s kolegi v Mainzu, Bern, Hannover in Bonn, raziskovalci iz Charité - Universitätsmedizin Berlin, berlinski inštitut za zdravje (BIH) in nemški raziskovalni center za revmatizem v Berlinu (DRFZ) sta lahko pokazala, kako mikrobiom pomaga imunskemu sistemu, da se odzove na patogene. Če je odsoten, ustrezni mediatorji niso sproščeni, zaradi česar se v nekaterih imunskih celicah ne aktivirajo presnovni procesi. Glede na poročilo raziskovalcev, ki je bil objavljen leta Celica , to pusti ustrezne celice brez potrebnega goriva za vzpostavitev imunskega odziva.

Bivanje v okoljskih vmesnikih, epitelna tkiva telesa predstavljajo potencialna vrata za patogene. Ta tkiva naravno naseljuje tudi kompleksna skupnost bakterij, virusi, glive in paraziti, in ta je znan kot mikrobiom. Verjetno je, da, med evolucijo, trajne interakcije s temi mikroorganizmi so povzročile razvoj robustnih signalnih poti, ki pomagajo pri zaščiti telesa. Ekipa raziskovalcev pod vodstvom prof. Dr. Andreasa Diefenbacha, Direktor Charitéjevega inštituta za mikrobiologijo, Infekcijske bolezni in imunologija, so preučevali vlogo mikrobioma pri imunskem odzivu telesa na škodljive patogene in posledične učinke na signalne poti.

Prisotnost okužbe sproži imunski odziv telesa. Ključno vlogo pri tem procesu imajo „konvencionalne dendritične celice“ (cDC). Ti so del prirojenega imunskega sistema telesa in nosijo vrsto receptorjev za prepoznavanje vzorcev, ki jim omogočajo hitro odkrivanje invazivnih patogenov. Začetni odziv celic vključuje sproščanje citokinov, signalne beljakovine, ki na mesto okužbe pritegnejo imunske celice. Ob istem času, te celice uporabljajo tudi fagocitozo za zajemanje in prebavo invazivnih patogenov, nakar predstavijo posamezne delce kot antigene na svoji celični površini. To, po vrsti, vodi v aktivacijo T celic (ki so del adaptivnega imunskega sistema) in povzroči ciljno usmerjen imunski odziv. V nasprotju, ko aktivacijo T celic sprožijo cDC, ki predstavljajo endogene antigene, to vodi v napačen in nezaželen imunski odziv ter povzroči avtoimunske bolezni.

Skupina raziskovalcev pod vodstvom prof. Diefenbacha je ugotovila, da cDC ne morejo sprožiti imunskega odziva v sterilnih pogojih ( pri miših brez kalčkov). Raziskovalci so ugotovili, da morajo cDC prejemati informacije, medtem ko je celica v svojem "bazalnem stanju" (za katerega je značilno odsotnost okužbe), in da morajo te informacije izhajati iz mikrobioma. Ti signali, pridobljeni iz mikrobiomov, vodijo cDC za prihodnji odziv proti patogenom.

Želimo razumeti naravo stalnih učinkov mikrobioma na funkcijo cDC. V tej študiji je to smo lahko pokazali, v svojem bazalnem stanju, te specializirane imunske celice so podvržene neprekinjeni mikrobiomski kontrolirani signalizaciji interferonov tipa I (IFN-I). "

Andreas Diefenbach, prof. ki ima tudi Einsteinovo profesorstvo za mikrobiologijo in vodi DRFZ -jevo raziskovalno skupino za imunologijo sluznice

Interferoni so citokini, posebne signalne molekule, za katere je znano, da igrajo vlogo pri protivirusnem delovanju. "Do zdaj, o vlogi IFN-I v bazalnem stanju smo vedeli le malo. cDC -ji, ki med bazalnim stanjem ne sprejemajo te signalizacije IFN-I, ne morejo opravljati fizioloških funkcij, ki jih opravljajo v okviru boja telesa proti patogenom, "pojasnjuje mikrobiolog. Rezultati študij kažejo, da mikrobiom nadzoruje kondicijo našega imunskega sistema. To kontrolo izvaja tako, da imunski sistem pripravi v stanje" pripravljenosti ", da pospeši njegov odziv na patogene?"

Raziskovalci so uporabili različne živalske modele, da bi dobili vpogled v način, kako mikrobiomsko nadzorovani IFN-I pripravi cDC bazalnega stanja za prihodnji boj. Z uporabo tehnologije zaporedja, raziskovalcem je uspelo primerjati epigenome in transkriptom cDC pri živalih brez kalčkov s tistimi pri kontrolnih živalih in živalih s pomanjkanjem receptorjev IFN-I. Raziskovalci so želeli vedeti, kaj se zgodi na molekularni ravni v cDC, ko niso več izpostavljeni IFN-I. Opisuje opažanja raziskovalcev, prvi avtor študije, Laura Schaupp, pravi:"Zanimivo je, ko smo pogledali cDC živali brez kalčkov in tistih brez signalizacije IFN-I, lahko smo opazili nizko stopnjo izražanja med geni, vključenimi v mitohondrijsko dihalno verigo. "Raziskovalec Charité dodaja:" Nadaljnje analize so pokazale, da je celična presnova cDC pri živalih brez kalčkov disfunkcionalna, zaradi česar ne morejo sprožiti imunskega odziva. Celicam dejansko primanjkuje goriva, potrebnega za odziv na patogene. "To kaže, da je mikrobiom ključnega pomena za delovanje cDC. Zdi se, da je bistvenega pomena za sposobnost cDC, da se učinkovito odzovejo na bakterijske ali virusne okužbe, vključno z odzivi, ki jih posredujejo T celice. ??

Ugotovitve raziskovalcev lahko prispevajo k razvoju novih terapevtskih pristopov. Številne avtoimunske bolezni, kot je sistemski eritematozni lupus, so posledica povečane proizvodnje IFN-I. Druge študije so pokazale, da mikrobiom vpliva na učinkovitost zaviralcev kontrolnih točk pri imunoterapijah proti raku. "Ti pojavi nas bodo še naprej zelo zanimali, "pravi prof. Diefenbach." Na primer, ali je mogoče spremeniti sestavo mikrobioma tako, da se zmanjša razpoložljivost IFN-I, s tem pozitivno vpliva na avtoimunske bolezni? Ali pa bi bilo mogoče izboljšati odziv na imunoterapijo proti raku s pozitivnim vplivom na osnovno proizvodnjo IFN-I? "Ekipa raziskovalcev zdaj namerava izvesti nadaljnje študije, ki bodo raziskale ta vprašanja.

• Cepljenje proti rotavirusu vodi do zmanjšanja hospitalizacij in smrti otrok
• Otroci so imunsko pripravljeni na SARS-CoV-2