logo

Пользовательского поиска

Saturday 21st of April 2018

«Мы пришли к вам с миром»: наука толерантности к своему микробному Я

PDF Печать E-mail
Актуальные темы - Вести из лабораторий
30.04.2011 12:07

 

 

Кишечник человека заселяют 100 триллионов симбиотических бактерий, что означает, что количество микробных клеток в десять раз больше количества наших собственных клеток. Количество различных видов бактерий, составляющих эту микробиоту, близко в 1000. «И все же, если вместе с кусочком курятины вы съели всего несколько сальмонелл, ваша иммунная система разовьет мощный иммунный ответ», - говорит доктор философии Саркис К. Мазманян (Sarkis K. Mazmanian), доцент кафедры биологии Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology, Caltech).


Сальмонелла и ее патогенные «родственники» не слишком сильно отличаются от легионов бактерий в нашем кишечнике, что поднимает вопрос: что определяет, будет ли наша иммунная система реагировать на ту или иную бактерию? Ученые размышляют над этим парадоксом на протяжении десятилетий.

Для случая обычной «дружественной» нам кишечной бактерии, Bacteroides fragilis, доктор Мазманян и его коллеги нашли удивительный ответ. «Решение принимается не нами», - говорит Мазманян. «Оно принимается бактериями. Поскольку мы – их дом, ключ от нашей иммунной системы находится у них».

Более того, бактерии навязывают свое «решение», используя клетки иммунной системы, считают доктор Мазманян и его коллеги, выяснившие механизм, с помощью которого бактерии совершают этот «подвиг», и нашедшие объяснение тому, как иммунная система различает полезные и патогенные микроорганизмы.

По мнению ученого, работа, опубликованная в Science Express, «предполагает, что пришло время пересмотреть, как мы отличаем «Я» от «не-Я».

Считалось, что B.Fragilis, как и другие симбиотические кишечные бактерии – те, что обеспечивают многими полезными веществами своих хозяев, не нанося им вреда – живет в просвете кишечника, то есть, далеко от иммунной системы. «Принято как догма, что иммунная система не реагирует на симбиотические бактерии благодаря иммунологической толерантности», - объясняет доктор Мазманян. «Если мы их не видим, мы не будем на них реагировать».

Но, используя для исследования кишечника мышей один из видов конфокальной микроскопии (whole-mount imaging), он и его коллеги установили, что симбиотические бактерии фактически живут в уникальной экологической нише, глубоко в криптах толстой кишки, то есть в теснейшем контакте с иммунной системой слизистой оболочки кишечника.

«Близость этого биологического сообщества подчеркивает, что между симбиотическими бактериями и организмом-хозяином существует активное взаимодействие», - говорит постдокторант Caltech Джун Раунд (June Round).

Используя эту выигрышную позицию, бактерии способны организовать контроль над иммунной системой – и, в частности, над поведением иммунных клеток, известных как Т-регуляторные клетки (Treg), или Т-супрессоры. Нормальной функцией Т-супрессоров является предотвращение иммунного ответа на свои собственные ткани путем подавления определенных иммунных реакций. Таким образом, они предотвращают аутоиммунные реакции, неконтролируемая форма которых может привести к таким заболеваниям, как рассеянный склероз, диабет 1 типа, системная красная волчанка, псориаз, болезнь Крона.


2

Симбиотические бактерии в процессе колонизации поверхности слизистой оболочки толстой кишки мыши. Желтые клетки - Escherichia coli; красные - Bacteroides fragilis. Ткани кишечника помечены зеленым, ядра клеток – синим. (Credit: S. Melanie Lee/Caltech)


Эволюция «научила» Bacteroides fragilis синтезировать молекулу, которая, обманув иммунную систему, заставляет ее активировать Т-регуляторные клетки в кишечнике, но в этом случае, говорит доктор Мазманян, «целью является воспрепятствовать клеточной атаке на микробы. Красиво, правда?»

В статье в Science ученые описывают весь молекулярный путь, приводящий к этому эффекту. Он начинается с выработки бактериями молекулы сложного сахара – полисахарида А (polysaccharide A, PSA). Полисахарид А воспринимается специальными рецепторами, известными как Toll-подобные рецепторы, на поверхности Т-регуляторных клеток, и таким образом специфически активирует эти клетки. В ответ Т-регуляторные клетки подавляют другой тип клеток – Т-хелперы 17 (T helper 17, Th17). Как правило, Т-хелперы 17 вызывают провоспалительные реакции – те, в результате которых происходит удаление из организма инородных бактерий или других патогенов. Подавляя эти клетки, B. fragilis открывает себе путь к колонизации кишечника.

«До сих пор мы считали, что активация Toll-подобных рецепторов приводит исключительно к активации путей, подавляющих бактерии», - говорит Раунд. «Однако наше исследование показывает, что многие, еще не открытые, молекулярные пути организма-хозяина позволяют нам сосуществовать с нашими партнерами-микробами».

Когда ученые блокировали этот механизм – удаляя молекулу PSA, удаляя Toll-подобные рецепторы PSA или, наконец, сами Т-регуляторные клетки – бактерии были атакованы иммунной системой и «изгнаны». «Они больше не могли использовать иммунную систему для активации анти-воспалительной реакции, и бывшие полезные бактерии теперь выглядели как патогены, хотя сам микроб остался тем же самым», - объясняет Мазманян.

«Наша иммунная система возникла на фоне симбиотической колонизации и, вероятно, научилась вырабатывать специализированные молекулы для распознавания полезных бактерий», - комментирует результаты работы Раунд.

Доктор Мазманян предполагает, что генетические мутации в этих путях могут быть ответственны за определенные типы иммунных нарушений, включая воспалительные заболевания кишечника: «Возникает вопрос: не заболевают ли пациенты из-за того, что отвергают бактерии, которые не должны отвергать?»

«С философской точки зрения это открытие предполагает, что наша концепция «Я» должна быть расширена и включать в себя многие триллионы наших микробных сожителей. Эти бактерии живут внутри нас в течение всей нашей жизни, и они эволюционировали так, чтобы выглядеть и функционировать, как мы, как часть нас», - говорит доктор Мазманян. «Что касается нашей иммунной системы, то молекулы, вырабатываемые кишечной флорой, должны восприниматься так же толерантно, как и наши собственные. Бактерии «учат» нас относиться к ним толерантно, как для нашей, так и для своей пользы».

 

 

По материалам

Learning to Tolerate Our Microbial Self

 

Аннотация к статье The Toll-Like Receptor 2 Pathway Establishes Colonization by a Commensal of the Human Microbiota

 

Еще о симбиотических бактериях

 

Симбиотические бактерии помогают заживлению кишечника, стимулируя выработку активных форм кислорода эпителиальными клетками

 

 

 

Related Articles:
 
OZON.ru

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday190
mod_vvisit_counterYesterday538
mod_vvisit_counterThis week2711
mod_vvisit_counterLast week2681
mod_vvisit_counterThis month9277
mod_vvisit_counterLast month26163
mod_vvisit_counterAll days3974754

We have: 12 guests, 4 bots online
Your IP: 54.144.14.134
 , 
Today: Апр 21, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.