Когда поэт Уолт Уитмен писал, что мы "содержать множество," он говорил образно, но был прав в буквальном смысле. Каждый человек несет в кишечнике более 100 триллионов отдельных бактериальных клеток – в десять раз больше клеток, чем составляет сам организм.
Теперь Дэвид Артис, доктор философии, адъюнкт-профессор микробиологии, вместе с докторантом Дэвидом Хиллом, доктором философии, из Медицинской школы Перельмана при Университете Пенсильвании, и сотрудники Детской больницы Филадельфии и учреждений в Японии и Германии обнаружили что эти комменсальные бактерии могут играть важную роль в влиянии и контроле аллергического воспаления. Комменсальные отношения, которые развиваются между людьми и внутренними бактериями, – это отношения, в которых и люди, и бактерии получают пользу.
Исследование, опубликованное на этой неделе в журнале Nature Medicine, предполагает, что терапевтическое воздействие на ответы иммунных клеток на резидентные кишечные бактерии может быть полезным при лечении аллергических заболеваний.
Исследователи опираются на предыдущую работу, демонстрирующую, что избирательное манипулирование популяцией комменсальных бактерий может повлиять на иммунную систему. "Исследования на людях показывают, что изменения в популяции комменсалов или воздействие антибиотиков широкого спектра действия могут предрасполагать пациентов к развитию системных аллергических заболеваний," Хилл объясняет. "Кроме того, предыдущие исследования на животных моделях показали, что комменсальные бактерии могут влиять на местные иммунные клетки в кишечнике. Однако клеточные и молекулярные механизмы, с помощью которых комменсальные бактерии влияют на иммунную систему хозяина, в частности ветви иммунной системы хозяина, регулирующие аллергическое воспаление, изучены недостаточно."
Артис и его коллеги сосредоточили внимание на роли базофилов, типа белых кровяных телец, в возникновении аллергического воспаления, а также на связи между реакциями базофилов и аллергическим заболеванием.
Исследователи вводили пероральные антибиотики широкого спектра действия, чтобы уничтожить определенные типы бактерий у мышей и впоследствии изучить влияние на уровни циркулирующих базофилов в крови. Используя модель аллергического воспаления в легких на животных, которая имеет общие характеристики с астмой у людей, они обнаружили, что лечение антибиотиками приводит к значительному усилению базофильных ответов и заметному увеличению количества базофил-опосредованного аллергического воспаления дыхательных путей. Также наблюдались повышенные сывороточные уровни IgE, важного медиатора аллергических заболеваний.
После того, как мышей, обработанных антибиотиками, подверглись воздействию аллергена клеща домашней пыли (HDM), аллергена человека и модели аллергического заболевания дыхательных путей у мышей, они показали более высокий базофильный ответ в крови и лимфатических узлах, а также повышенный аллергический ответ с повышенным риском. воспаление в легких.
Свободные от зародышей мыши, которые выращиваются в стерильной среде и, следовательно, лишены всех живых комменсальных бактерий, также показали ответы, аналогичные тем, которые наблюдались у мышей, леченных антибиотиками, при воздействии HDM. Это открытие указывает на то, что сигналы, полученные от комменсальных бактерий, отвечают за поддержание нормального количества базофилов в стабильном состоянии.
Артис и его коллеги также обнаружили, что сывороточные концентрации IgE и количество циркулирующих базофилов ограничиваются внутренней экспрессией B-клетками миелоидного фактора дифференцировки 88 (MyD88), белка, который, как известно, играет роль в распознавании факторов бактериального происхождения. Было обнаружено, что сигналы, поступающие от комменсальных бактерий, действуют через IgE, чтобы контролировать количество циркулирующих базофилов, ограничивая пролиферацию клеток-предшественников базофилов в костном мозге.
Все эти результаты указывают на важные новые процессы, с помощью которых резидентные популяции комменсальных бактерий влияют и контролируют ответы базофилов и, таким образом, влияют на реакцию на аллергены в нашей окружающей среде.
"Выявление механистической связи между комменсальными бактериями, базофилами и аллергическим заболеванием проливает свет на несколько новых направлений, которые могут быть использованы будущими терапевтическими средствами для блокирования или подавления развития аллергического заболевания," Заметки Artis. Дальнейшее изучение и идентификация этих комменсальных путей также может иметь значение для других хронических заболеваний, связанных с функционированием иммунной системы.
Артис и его коллеги надеются лучше понять это сложное взаимодействие между иммунной системой и комменсальными бактериями. "Может быть полезно идентифицировать конкретные комменсалы и производные от них сигналы, которые регулируют циркулирующие популяции базофилов, поскольку это может привести к разработке новых пробиотических или других методов лечения на основе комменсалов," он говорит. Работа проясняет, что множество бактерий в наших телах может иметь функцию и ценность, которые никогда прежде не ценились.