Nova študija pa razkriva še eno koristno vlogo, ki jo ima mikrobiom. Skupina raziskovalcev z univerze Brown je ugotovila, da pri miših, črevesni mikrobiom uravnava imunski sistem gostitelja - tako da namesto obrambnega sistema gostitelja napada te koristne bakterije, bakterije lahko mirno sobivajo z imunskim sistemom.
Kakšen je trik pri delu mikrobioma z imunskim sistemom? Vitamin A - bakterije zmerne aktivne ravni vitamina A v črevesju, ščiti mikrobiom pred prekomerno aktivnim imunskim odzivom.
Ta vpogled se lahko izkaže za pomembnega za razumevanje in zdravljenje avtoimunskih in vnetnih bolezni, je rekla Shipra Vaishnava, docent za molekularno mikrobiologijo in imunologijo na Brownu.
"Veliko teh bolezni pripisujejo povečanemu imunskemu odzivu ali imunski aktivaciji, vendar smo odkrili nov način, da lahko bakterije v našem črevesju oslabijo imunski odziv, "Je dejal Vaishnava." Ta raziskava bi lahko bila ključna pri določanju terapij v primeru avtoimunskih bolezni, kot je Crohnova bolezen ali druge vnetne črevesne bolezni, pa tudi pomanjkanje vitamina A. "
Študija je bila objavljena v torek, 18. december, v dnevniku Imuniteta .
Črevesni mikrobiom je ekosistem, sestavljen iz 100 bilijonov bakterij, ki so se razvile v posebne razmere v črevesju, Je dejal Vaishnava. Velika večina teh bakterij ne škodi svojim gostiteljem, ampak je namesto tega v pomoč. Zdrav mikrobiom, tako kot zdrav gozd, ima veliko vrst, ki soobstajajo skupaj in se lahko uprejo sovražnim vsiljivcem-na primer bakterijam, ki povzročajo bolezni, ali invazivnim vrstam.
Tako pri ljudeh kot pri miših, phyla Firmicutes in Bacteroidetes sestavljata večino črevesne mikrobne skupnosti. Svojo vlogo pri uravnavanju imunskega sistema gostiteljev, bakterije v mikrobiomu natančno uravnavajo ravni beljakovin, ki so odgovorne za pretvorbo vitamina A v aktivno obliko v prebavnem traktu svojih gostiteljev, so ugotovili raziskovalci.
Vaishnava ekipa je ugotovila, da bakterije Firmicutes, zlasti pripadniki razreda Clostridia, zmanjšajo izražanje beljakovin v celicah, ki obdajajo črevesje. Beljakovine, retinol dehidrogenaza 7 (Rdh7) pretvori prehranski vitamin A v njegovo aktivno obliko, retinojska kislina, Je dejal Vaishnava. Bakterije Clostridia, skupno za miši in moške, spodbujajo tudi večje shranjevanje vitamina A v jetrih, ekipa je našla.
Vaishnava pričakuje, da bodo ugotovitve posplošljive tudi za interakcije med človeškim mikrobiomom in njihovimi gostitelji.
Miši, gensko spremenjene, da nimajo Rdh7 v svojih črevesnih celicah, imajo v črevesnem tkivu manj retinojske kisline, kot so pričakovali raziskovalci. Natančneje, črevesje inženirskih miši je imelo manj imunskih celic, ki tvorijo IL-22, pomemben celični signal, ki usklajuje protimikrobni odziv proti črevesnim bakterijam. Druge komponente imunskega sistema, kot so celice z imunoglobulinom A in dve vrsti T-celic, so bile enake kot pri standardnih miših, predlaga, da je Rdh7 bistven le za uravnavanje protimikrobnega odziva, Je dejal Vaishnava.
Raziskovalci ne vedo natančno, kako se zavira Rdh7, vendar je znano, da bakterije Clostridia proizvajajo kratko verižne maščobne kisline, ki spreminjajo izražanje gena gostitelja. Kot naslednji korak v svoji raziskavi, ekipa bo preučila, kako bakterije uravnavajo izražanje Rdh7, vključno s pregledom različnih maščobnih kislin s kratko verigo, Je dejal Vaishnava.
Poleg tega ekipa bo izvedla raziskave, da bi razumela, zakaj je zatiranje Rdh7 ključnega pomena. Prizadevajo si, da bi miši z genskim inženiringom vedno izrazile Rdh7 v svojih črevesnih celicah. Vaishnava želi videti, kako to vpliva na mikrobiom miši in ali privede do vnetja ali avtoimunskih bolezni podobnih stanj pri miših. Prav tako bodo raziskali vplive povečanega shranjevanja vitamina A v jetrih zaradi uravnavanja bakterij Rdh7, Je dejal Vaishnava.
Raziskovalci pravijo, da bi lahko bilo razumevanje, kako bakterije uravnavajo odzive imunskega sistema, pomembno pri odklepanju ključev do motenj, kot je Crohnova bolezen.
Podatki iz kliničnih študij so pokazali, da je vnetje v črevesju posledica motenih interakcij med gostiteljem in njihovim črevesnim mikrobiomom, Je dejal Vaishnava.
"Vloga vitamina A pri vnetju je odvisna od konteksta in ga je zelo težko ločiti, "Vaishnava je dejal." Sprememba stanja vitamina A in presnovnih genov vitamina A sovpada z vnetnimi črevesnimi boleznimi, vendar ne vemo, ali to spodbuja vnetje ali ne. Upamo, da bi lahko dodajanje naše ugotovitve - da lahko bakterije uravnavajo presnovo ali shranjevanje vitamina A - pomagalo razjasniti, zakaj polje vidi to, kar vidi. "
Te ugotovitve bi lahko pokazale tudi pomen mikrobioma pri odpravljanju pomanjkanja vitamina A, problem, ki je še posebej razširjen v Afriki in jugovzhodni Aziji.
Pomanjkanje vitamina A prizadene približno tretjino otrok, mlajših od pet let, po podatkih Svetovne zdravstvene organizacije (WHO). Pomanjkanje vitamina A oslabi imunski sistem in poveča tveganje za nalezljive bolezni. WHO že 25 let otrokom v nevarnosti daje dodatke vitamina A, vendar ni bilo tako uspešno, kot so si upali, po Vaishnavi. Ta študija je pokazala, da so bakterije velik del absorpcije in shranjevanja vitamina A, zato morajo otroci imeti pravo kombinacijo bakterij v črevesju, da bodo dodatki vitamina A najučinkovitejši, je dodala.
"Tako naša prehrana kot bakterije v črevesju so kritično povezani pri uravnavanju obnašanja naših imunskih celic, "Je dejal Vaishnava." Ugotoviti, kakšne so te povezave na molekularni ravni, je pomembno, da ugotovimo, kako bi lahko uporabili prehrano ali bakterije, ali oba skupaj, da ima terapevtski učinek pri vnetnih ali nalezljivih boleznih. "