Наше здоровье сильно зависит от разнообразия бактерий, населяющих наш кишечник, и от того, как иммунная система переносит это или реагирует на патогенные бактерии, чтобы предотвратить болезнь. В исследовании, опубликованном на этой неделе в Nature Communications, исследователи из Instituto Gulbenkian de Ciencia (IGC, Португалия) обнаружили, что при нарушении иммунной системы хозяина изменяется состав кишечных бактерий, а также скорость и предсказуемость процесса. адаптации этих бактерий затронуты. Это исследование предполагает, что лечение патологий кишечника, возникающих в результате нарушения иммунной системы, таких как воспалительное заболевание кишечника, может потребовать терапии, основанной на индивидуальной медицине с учетом индивидуального состава кишечных бактерий.
Это исследование, проведенное Изабель Гордо и Джоселин Деменгеот, является первой экспериментальной работой, подтверждающей гипотезу о том, что иммунная система влияет на эволюцию кишечных бактерий. Кишечник – это очень сложная среда, и кишечным бактериям необходимо адаптироваться и развиваться, чтобы эффективно справляться с различными раздражителями, включая разнообразную диету, потребляемую каждый день. Это приводит к появлению все большего и большего разнообразия бактерий в кишечнике, которые необходимо проверять нашим механизмом наблюдения, иммунной системой, чтобы предотвратить заболевания. Было известно, что патологии возникают, когда иммунная система дает сбой и нарушается сообщество кишечных бактерий. Но прямая или косвенная связь между иммунной системой и эволюцией бактерий еще не доказана.
Исследовательская группа изучила, как Escherichia coli (E. coli), одна из первых бактерий, колонизирующих кишечник при рождении, развивалась у здоровых мышей и у мышей, у которых не было лимфоцитов, клеток иммунной системы. В то время как у здоровых животных наблюдалась быстрая метаболическая адаптация к диете, у мышей с ослабленным иммунитетом изменения происходили медленнее. Исследователи заметили, что такие же полезные адаптации произошли у нескольких здоровых мышей, которые были изучены. Однако у тех животных, у которых отсутствуют лимфоциты, наблюдались большие межиндивидуальные различия, что затрудняло прогнозирование эволюции бактерий у этих животных. Жоао Батиста, аспирант и первый автор этого исследования, объясняет: "Мы заметили, что эта особенность связана с изменениями в составе сообщества бактерий в кишечнике, которое больше похоже у людей со здоровой иммунной системой и довольно разнообразно у животных с ослабленной иммунной системой."
Джоселин Деменгеот комментирует: "Это исследование стало возможным благодаря духу сотрудничества, существующему в IGC, который объединяет исследовательские группы из разных областей. Таким образом, мы объединили наши знания в области эволюционной биологии и иммунологии для изучения сложных взаимодействий между иммунной системой позвоночных, состоящей из множества различных клеток, и кишечной микробиотой, состоящей из множества различных бактерий. Мы узнали, что иммунная система действует как нормализатор состава кишечной микробиоты."
Изабель Гордо добавляет: "Наша работа показывает, что можно предсказать эволюцию комменсальных бактерий у здоровых организмов, но это неверно для организмов с проблемами в их иммунной системе. Следовательно, использование универсальной терапии для лечения людей, страдающих патологиями кишечника, которые являются результатом нарушения иммунной системы, например, воспалительного заболевания кишечника, может быть не лучшим подходом. Вместо этого следует рассматривать методы лечения, основанные на индивидуальной медицине, в соответствии с составом кишечных бактерий каждого человека."