Studija otkriva novo preslušavanje crijevnih mikroba i stanica timusa u razvoju

Novorođenčad se odmah nakon rođenja suočavaju s jedinstvenim imunološkim izazovima. Kako napuštaju relativno sterilno fetalno okruženje, naglo su izloženi mnoštvu stranih antigena, čiji je glavni teret u obliku mikrobiote koja je kolonizirala gastrointestinalni trakt.

Ovi brzo se razmnožavajući strani osvajači predstavljaju, daleko, najveća prijetnja imunološkom sustavu novorođenčadi, koja mora prepoznati i klasificirati te organizme kao dobroćudne, komenzalne ili patogene.

Istraživanja pokazuju da je učinkovito "preslušavanje" ili komunikacija između prvih mikroba i imunoloških stanica sluznice ključna za stvaranje zdravih mikrobnih zajednica i promicanje dobro funkcionirajućeg imunološkog sustava.

Stanice imunološkog sustava koje sudjeluju u imunitetu sluznice razvijaju se u organu zvanom timus smješten ispod prsne kosti iznad srca. Do sada, nije bilo jasno utječu li crijevni mikrobi na razvoj ovih stanica u timusu u ranom životu.

Istraživači u Centru za istraživanje biologije sluznice i imunologije (MIBRC) u Općoj bolnici Massachusetts sada izvještavaju da crijevni mikrobi reguliraju razvoj specijaliziranih imunoloških stanica u timusu koje igraju ključnu ulogu u toleranciji sluznice.

Nalazi njihovog opsežnog istraživanja objavljeni su godine Zbornik radova Nacionalne akademije znanosti e, SAD ovaj tjedan. Nitya Jain, Doktor znanosti, i kolege usmjerili su svoja istraživanja na podskup imunoloških stanica koje izražavaju transkripcijski faktor PLZF.

Ove ćelije, zajedno nazvani urođeni i urođeni limfociti, obično funkcioniraju na sučelju barijere sluznice crijeva i pružaju imunološku zaštitu na mjestima sluznice.

Za proučavanje razvoja ovih imunoloških stanica u kontekstu crijevnih mikroba, istraživači su monokolonizirali miševe bez klica s uzorkom ljudskog komensala, Bacteroides fragilis, i pokazali da bi ova jedna vrsta bakterija mogla vratiti razvoj PLZF+ urođenih i urođenih limfocita u timusu dojenčeta miševa.

U daljnjim studijama dokazivanja koncepta, pokazali su da mutant B. fragilis koji nema ekspresiju polisaharida A (PSA) nije bio u stanju učiniti isto, sugerirajući da bi specifični mikrobni antigeni mogli regulirati ovaj razvojni proces u ranom životu.

Sličan deficit u tim stanicama uočen je kod mutiranih miševa kojima je nedostajala ekspresija receptora 2 poput Toll, receptor koji prepoznaje bakterije i bakterijske komponente, uključujući PSA B. fragilis, za pokretanje imunološkog odgovora domaćina.

Da bismo razumjeli kako je ova mikrobna poruka dostavljena timusnim stanicama u razvoju, Jainova skupina koristila je novi model miša za praćenje migracije stanica iz debelog crijeva u timus.

Strategija pretvorbe fotografija, razvijen uz pomoć MGH -ove grupe Guillerma "Garyja" Tearneyja u Wellman Centru za fotomedicinu, istaknuto je u Journal of Visualized Experiments 2018.

Istraživači su pokazali da klasu stanica koje predstavljaju antigen nazivaju plazmacitoidne dendritičke stanice (pDC) utiskuju crijevni mikrobi i migriraju iz crijeva u timus u ranom životu kako bi regulirali razvoj limfocita timusa.

Prvi put, Jainova skupina otkrila je "novu komunikaciju između crijevnih mikroba i stanica u razvoju u timusu, "kaže Jain." Oblikuje imunološki "repertoar" u ranom životu i utječe na to kako će domaćin reagirati na bolest tijekom cijelog života. "

Smatra se da neuravnotežen razvoj crijevnog mikrobioma dojenčeta igra ulogu u razvoju bolesti kasnije u životu. Ometanje mikrobiote u djetinjstvu antibioticima ili prehranom, na primjer, povezuje se s povećanim rizikom od alergija, astma i autoimuni poremećaji uključujući celijakiju i upalnu bolest crijeva (IBD).

Jainova skupina pokazuje jednu mehaničku osnovu za ovo promatranje. Oni pokazuju da se PLZF+ stanice timusa nisu učinkovito razvile u miševa liječenih antibioticima širokog spektra u ranom životu, ali su miševi liječeni u kasnijem životu pošteđeni.

Jain kaže da je "izgledalo da postoji period u ranom životu kada su imunološke stanice u timusu bile posebno osjetljive na utjecaj mikroba".

Dodatno, studija pokazuje da promijenjeni razvoj timusnih urođenih i urođenih stanica timusa u ranom životu uzrokovan mikrobima traje u odrasloj dobi i dovodi do povećane osjetljivosti na eksperimentalni kolitis.

Važno je, ozbiljnost bolesti mogla bi se ublažiti prijenosom PLZF+ stanica s miševa koji su se razvili s normalnom mikrobiotom u ranom životu, kaže Jain.

Ona dodaje, "To ima značajne implikacije na oblikovanje strategija za liječenje autoimunih poremećaja poput IBD -a. Naše studije ukazuju na prethodno neistražen put koji se može razviti kao usvojiteljska stanična terapija za pacijente."

Direktor MIBRC -a Alessio Fasano, MD napominje da rastući dokazi pokazuju da rani razvoj zdravog imunološkog stanja zahtijeva idealan simbiotski odnos između dojenčadi u razvoju i njihove zajednice mikroorganizama.

Način na koji 'odabiremo' svoj idealni mikrobiom kako bi naučio imunološki sustav da nas brani, a ne šteti, još uvijek je veliki upitnik. Nitya i njezina grupa-prvi put-rasvijetlili su vrlo rane mehanizme koji su zaduženi za uspostavu zdravog odnosa između ljudskog domaćina i mikrobioma. "

Alessio Fasano, DOKTOR MEDICINE, Direktor, MIBRC

• Nehormonske opcije učinkovite su u liječenju simptoma menopauze
• Znanstvenici su identificirali "isključenje" fibroze jetre kod miševa