Возможности применения этого диалога для различных функций - от восстановления тканей до противомикробных реакций.
Ученые Национального института здравоохранения и их коллеги выявили внутреннюю коммуникационную сеть у млекопитающих, которая может регулировать восстановление тканей и воспаление, что дает новое понимание того, как развиваются такие заболевания, как ожирение и воспалительные заболевания кожи. Новое исследование опубликовано в журнале Cell.
Миллиарды микроорганизмов, живущих на поверхности тела, например, на коже млекопитающих, взаимодействуют друг с другом и иммунной системой хозяина в сложной сети. Согласно исследованию, вирусы, интегрированные в геном хозяина, остатки предыдущих инфекций, называемые эндогенными ретровирусами, могут контролировать взаимодействие иммунной системы хозяина и микробиоты, влияя на восстановление тканей и противомикробную защиту. Эндогенные ретровирусы могут составлять до 10% всех генов.
Обнаруженная роль эндогенных ретровирусов расширяет понимание научным сообществом некоторых заболеваний и воспалительных состояний и открывает новые пути для исследований.
"В совокупности наши результаты подтверждают идею о том, что млекопитающие могли использовать свои эндогенные вирусы в качестве средства общения со своей микробиотой, что привело к диалогу между несколькими царствами, контролирующими иммунитет и воспаление", - заявляют авторы.
Опираясь на ряд исследований, проведенных за последнее десятилетие и показавших, что микробиота в целом способствует иммунной защите, ученые из NIAID и их соавторы попытались выяснить, как это происходит. Они использовали Staphylococcus epidermidis, распространенную кожную бактерию с известными полезными и вредными свойствами, в качестве модели исследования в лабораторных экспериментах и в мышиных моделях.
Эти модели помогли им определить важную роль клеток кожи, называемых кератиноцитами, и эндогенных ретровирусов в коммуникации между микробиотой и иммунной системой кожи. Кератиноциты являются основным интерфейсом между хозяином и его микробиотой. Их исследование показало, что S. epidermidis вызывает противовирусный ответ в кератиноцитах, и этот результат привел их к открытию того, что эндогенные ретровирусы координируют ответы микробиоты, стимулирующие иммунную систему.
Мышиная модель также показала, что диета с высоким содержанием жира вызывает воспалительный иммунный ответ на S. epidermidis, который можно контролировать с помощью антиретровирусной терапии, что позволяет предположить роль эндогенных ретровирусов в развитии воспалительных реакций, вызываемых микробами в условиях высокого содержания жира. Исследователи продолжат изучение того, как эти древние вирусы контролируют полезную роль микробиоты и как питание может изменить этот диалог в сторону про-воспалительных реакций.
Djalma S. Lima-Junior et al. Эндогенные ретровирусы способствуют развитию гомеостатических и воспалительных реакций микробиоты (аннотация).
Микробиота играет фундаментальную роль в регуляции иммунитета хозяина. Однако процессы инициации и регуляции иммунитета микробиотой остаются практически неизвестными. В данном исследовании мы показали, что микробиота кожи способствует дискретной экспрессии определенных эндогенных ретровирусов (ERVs). Внутренний ответ кератиноцитов на ERVs зависит от циклической GMP-AMP синтазы (cGAS)/стимулятора протеина генов интерферона (STING) и способствует индукции комменсал-специфических Т-клеток.
Ингибирование обратной транскрипции ERV значительно повлияло на эти реакции, что привело к снижению иммунитета микробиоты и ассоциированной с ним функции восстановления тканей. И наоборот, обогащенная липидами диета способствовала усилению экспрессии ERV в коже в ответ на колонизацию комменсалами, что привело к усилению иммунных реакций и воспалению тканей.
В совокупности наши результаты подтверждают идею о том, что хозяин мог использовать свой эндогенный виром в качестве средства коммуникации с экзогенной микробиотой, что привело к диалогу между несколькими царствами, контролирующими как гомеостаз тканей, так и воспаление.
