Študija razkriva novo navzkrižno povezovanje med črevesnimi mikrobi in razvijajočimi se timusnimi celicami

Novorojenčki se takoj po rojstvu soočajo z edinstvenimi imunološkimi izzivi. Ko zapuščajo relativno sterilno okolje ploda, so nenadoma izpostavljeni množici tujih antigenov, katerega glavno breme je v obliki mikrobiote, ki je na novo naselila prebavila.

Ti hitro razmnožujoči se tuji napadalci predstavljajo, daleč, največja grožnja imunskemu sistemu novorojenčkov, ki mora te organizme prepoznati in razvrstiti kot benigne, komenzalne ali patogene.

Raziskave kažejo, da je učinkovito "navzkrižno povezovanje" ali komunikacija med zgodnjimi mikrobi in imunskimi celicami sluznice bistvena za oblikovanje zdravih mikrobnih skupnosti in spodbujanje dobro delujočega imunskega sistema.

Celice imunskega sistema, ki sodelujejo pri odpornosti sluznice, se razvijejo v organu, imenovanem timus, ki se nahaja pod prsnico nad srcem. Do zdaj, ni bilo jasno, ali črevesni mikrobi vplivajo na razvoj teh celic v timusu v zgodnjem življenju.

Raziskovalci raziskovalnega centra za biologijo sluznice in imunologije (MIBRC) v Splošni bolnišnici Massachusetts zdaj poročajo, da črevesni mikrobi uravnavajo razvoj specializiranih imunskih celic v timusu, ki igrajo ključno vlogo pri toleranci sluznice.

Ugotovitve njihovih obsežnih raziskav so bile objavljene leta Zbornik Nacionalne akademije znanosti e, ZDA ta teden. Nitya Jain, Doktor znanosti, in sodelavci so svoje študije osredotočili na podskupino imunskih celic, ki izražajo transkripcijski faktor PLZF.

Te celice, skupaj imenovani prirojeni in prirojeni limfociti, običajno delujejo na vmesniku črevesne sluznice in zagotavljajo imunsko zaščito na mestih sluznice.

Za preučevanje razvoja teh imunskih celic v kontekstu črevesnih mikrobov, raziskovalci so monokolonizirali miši brez kalčkov z vzorcem človeškega komenzala, Bacteroides fragilis, in pokazali, da bi ta edinstvena vrsta bakterij lahko obnovila razvoj PLZF+ prirojenih in prirojenih limfocitov v timusu dojenčkov miši.

V nadaljnjih študijah dokazovanja koncepta, pokazali so, da mutant B. fragilis brez izražanja polisaharida A (PSA) ne more storiti enako, kar nakazuje, da bi lahko specifični mikrobni antigeni uravnavali ta razvojni proces v zgodnjem življenju.

Podoben primanjkljaj v teh celicah so opazili pri mutiranih miših, ki jim manjka izražanje receptorju 2 podobnega Toll, receptor, ki prepozna bakterije in bakterijske sestavine, vključno s PSA B. fragilis, za sprožitev imunskega odziva gostitelja.

Da bi razumeli, kako je bilo to mikrobno sporočilo posredovano razvijanju timusnih celic, Jainova skupina je uporabila nov model miši za sledenje migraciji celic iz debelega črevesa v timus.

Strategija pretvorbe fotografij, razvita s pomočjo skupine MGH Guillerma "Garyja" Tearneyja v Wellman Centru za fotomedicino, je bil leta 2018 izpostavljen v Journal of Visualized Experiments.

Raziskovalci so pokazali, da razred celic, ki predstavljajo antigen, imenovane plazmacitoidne dendritične celice (pDC), vtisnejo črevesni mikrobi in se v zgodnjem življenju selijo iz črevesja v timus, da uravnavajo razvoj timusnih limfocitov.

Prvič, Jainova skupina je razkrila "novo komunikacijo med črevesnimi mikrobi in razvijajočimi se celicami v timusu, "pravi Jain." Oblikuje imunski "repertoar" v zgodnjem življenju in vpliva na to, kako se bo gostitelj odzval na bolezen skozi vse življenje. "

Neuravnotežen razvoj črevesnega mikrobioma dojenčka igra vlogo pri razvoju bolezni kasneje v življenju. Motnje mikrobiote v otroštvu z antibiotiki ali dieto, na primer je bila povezana s povečanim tveganjem za alergije, astma in avtoimunske motnje, vključno s celiakijo in vnetno črevesno boleznijo (KVČB).

Jainova skupina dokazuje eno mehanično podlago za to opazovanje. Pokazali so, da se timaste celice PLZF+ pri miših, zdravljenih s širokospektralnimi antibiotiki v zgodnjem življenju, niso učinkovito razvile, vendar so miši, zdravljene v poznejšem življenju, prizanesene.

Jain pravi, da se je "zdelo, da je obdobje zgodnjega življenja, ko so bile imunske celice v timusu še posebej dovzetne za vpliv mikrobov."

Poleg tega, Študija je pokazala, da spremenjeni razvoj timusnih in prirojenih celic timusa v zgodnjem življenju, ki ga povzročajo mikrobi, traja v odrasli dobi in vodi do povečane dovzetnosti za eksperimentalni kolitis.

Pomembno je, resnost bolezni bi lahko ublažili s prenosom celic PLZF+ iz miši, ki so se v zgodnjem življenju razvile z normalno mikrobioto, pravi Jain.

Dodaja, "To ima pomembne posledice za oblikovanje strategij za zdravljenje avtoimunskih motenj, kot je KVČB. Naše študije kažejo na prej neraziskano pot, ki bi jo lahko razvili kot posvojitveno celično terapijo za bolnike."

Direktor MIBRC Alessio Fasano, MD ugotavlja, da vse več dokazov kaže, da zgodnji razvoj zdravega imunskega stanja zahteva idealen simbiotski odnos med dojenčki v razvoju in njihovo skupnostjo mikroorganizmov.

Še vedno je velik vprašaj, kako "izberemo" svoj idealni mikrobiom, da naučimo naš imunski sistem, da nas brani in ne škoduje. Nitya in njena skupina sta prvič osvetlili zelo zgodnje mehanizme, ki so zadolženi za vzpostavitev zdravega odnosa med človeškim gostiteljem in mikrobiomom. "

Alessio Fasano, MD, Direktor, MIBRC

• Nehormonske možnosti so učinkovite pri zdravljenju simptomov menopavze
• Raziskovalci pri miših ugotovijo "izklop" jetrne fibroze