Бактерии в кишечнике влияют на нашу иммунную систему

Ученые Хайфского Техниона показали как изменения микробиома кишечника влияют на состояние иммунной системы и развитие таких заболеваний как колит и болезнь Крона. Понимание механизмов изменения микробиома позволяет разработать целенаправленные терапевтические вмешательства для лечения этих заболеваний.

В теле человека живет около 40 триллионов бактерий. Это даже больше, чем клеток в тканях и органах: всего клеток в теле человека – около 30 триллионов. Такое количество микроорганизмов не может не влиять состояние человека. Особенно много бактерий живет в кишечнике.

В новом исследовании ученые Техниона сосредоточили внимание на том, как влияет состояние микробиома кишечника на работу иммунной системы и развитие таких заболеваний как колит и болезнь Крона. Исследование опубликовано в журнале Cell Host & Microbe.

Кишечник – это очень динамичный орган. В нем постоянно происходят структурные, физические и химические изменения. Кишечные бактерии должны адаптироваться к этой динамичной среде, иначе они погибнут. Основным механизмом, обеспечивающим такую адаптацию, является способность бактерий быстро изменять работу генома.

Исследование ученых Техниона было сосредоточено на бактериях отряда Bacteroidales, которых в микробиоме особенно много. Ученые проанализировали состояние более 2000 здоровых и больных людей и провели исследования на моделях мышей.

В результате ученые выяснили, что при атаке бактериофагов – вирусов, поражающих бактерии Bacteroides fragilis, бактерии, чтобы выжить, резко меняют свое поведение. Исследование образцов фекалий пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника показало, что бактерии отключили производство особого белка – простатического специфического антигена (ПСА). Это в дальнейшем привело к сокращению популяции регуляторных T-клеток иммунной системы. Эти Т-клетки подавляют чрезмерное воспаление и поддерживают гомеостаз кишечника. При сокращении популяции Т-клеток, работа иммунной системы начинает давать сбои.

Кишечные микробы умеют динамически перепрограммировать экспрессию генов в зависимости от внешних условий. При вирусной атаке бактериям становится выгодно отключить производство ПСА, а это в дальнейшем ослабляет работу иммунной системы. То есть, изменение в работе генома бактерий, которое позволяет им защищаться от вирусов, оказывается полезно для бактерий, но вредно для человека, у которого могут развиться воспалительные заболеваниями кишечника.

Теперь ученые понимают, как проводить целенаправленные терапевтические вмешательства, направленные на восстановление баланса микробиома кишечника у пациентов с воспалительными заболеваниями. Следующий шаг – разработка такой терапии.