Исследователи создали первый подробный клеточный атлас иммунных клеток и кишечных бактерий в толстой кишке человека. Исследование, проведенное Институтом Wellcome Sanger и его коллегами, выявило различные иммунные ниши, показывающие изменения в бактериальном микробиоме и иммунных клетках по всей толстой кишке. В рамках инициативы Human Cell Atlas по картированию каждого типа клеток человека эти результаты позволят провести новые исследования заболеваний, которые влияют на определенные области толстой кишки, таких как язвенный колит и колоректальный рак.
Это исследование, опубликованное в Nature Immunology, показало взаимодействие между микробиомом и нашими иммунными клетками. Эти результаты представляют собой важный ресурс, который поможет ученым понять, как эти микробные клетки переносятся иммунной системой в условиях здоровья.
Микробиом кишечника представляет собой сложную экосистему, состоящую из миллионов микробов, и считается, что эти бактерии играют важную роль в пищеварении, регулировании иммунной системы и защите от болезней. Они необходимы для здоровья человека, а дисбаланс в микробиоме кишечника может способствовать развитию аутоиммунных заболеваний, таких как воспалительные заболевания кишечника и астма.
В кишечнике также есть богатое сообщество иммунных клеток, которые помогают восстанавливать ткани и защищать от инфекции. Тем не менее, имеется мало подробной информации о том, как микробиом взаимодействует с резидентными иммунными клетками кишечника, какие иммунные клетки сосуществуют с бактериями в разных местах, и почему различные заболевания влияют на отдельные участки кишечника.
Чтобы пролить свет на это, исследователи изучили три разные части здоровой толстой кишки от доноров органов, одновременно проанализировав иммунные клетки и бактериальный микробиом из каждой области. Посредством секвенирования активных генов 41000 отдельных иммунных клеток они смогли идентифицировать гены, специфичные для определенного типа клеток, которые были включены в различных популяциях иммунных клеток в каждом месте. Они также идентифицировали бактерии, присутствующие в одной и той же области толстой кишки, чтобы выяснить, как взаимодействуют иммунная система и бактерии.
Доктор. Кайли Джеймс, первый автор исследования из института Wellcome Sanger, сказала: "Микробиом кишечника играет важную роль в здоровье и болезнях, и понимание того, как он взаимодействует с иммунной системой, имеет жизненно важное значение. Наш уникальный подход позволил нам создать первую углубленную карту иммунных клеток и соседних с ними бактерий в здоровой толстой кишке человека и показал, что, как ни странно, в толстой кишке существуют отдельные иммунные ниши с различными состояниями активации клеток в разных областях."
Исследование показало, что не только были различия между иммунными клетками в разных частях толстой кишки, но и что микробиом также незначительно изменился, с более широким спектром бактерий, расположенных дальше по толстой кишке.
Доктор. Тревор Лоули, автор статьи из Wellcome Sanger Institute, сказал: "Мы состоим из такого же количества бактерий, как и человеческие клетки, и между людьми и их микробиомом существуют симбиотические отношения. Мы знаем, что это связано со многими аспектами здоровья, с дисбалансом кишечных бактерий, связанных с иммунными заболеваниями, от воспалительного заболевания кишечника до астмы. Выявив разнообразие микробиома в определенных местах толстой кишки и взаимодействия с иммунными клетками, мы можем начать понимать биологию, лежащую в основе этого, и предоставить информацию для будущих исследований локально-специфичных кишечных бактерий."
Предыдущая работа на мышах показала, что иммунные клетки в лимфатических узлах могут быть нацелены на определенные цели – например, на иммунную спутниковую навигацию. Это исследование впервые показало, что регуляторные иммунные клетки, подавляющие иммунный ответ, перемещаются из лимфатических узлов в толстую кишку. Это может быть одним из способов, которым кишечник переносит или даже приветствует микробиом.
Доктор. Сара Тайхманн, старший автор статьи из института Wellcome Sanger и сопредседатель организационного комитета Human Cell Atlas, сказала: "Это исследование является частью глобальной инициативы Human Cell Atlas по картированию каждого типа клеток в организме человека. Он дает новое понимание взаимосвязи между иммунными клетками и микробиомом в здоровой ткани толстой кишки и, позволяя нам отточить работу клеток в определенных областях, станет важным ориентиром для текущей работы по борьбе с заболеваниями, которые влияют на определенные области толстой кишки."