Ученые из США показали на мышиной модели, что изменения в составе фекальной микробиоты облегчают реакцию «трансплантат против хозяина» после пересадки гемопоэтических клеток.
За эти изменения отвечает в первую очередь вид Bacteroides fragilis. Эти бактерии защищали внутренние органы реципиентов, снижая смертность. Их можно также принимать перорально, при этом бактерии не обязательно должны были быть живыми.
Реакция «трансплантат против хозяина» (РТПХ) — серьезное осложнение аллогенной трансплантации гемопоэтических клеток. Когда содержащиеся в трансплантате зрелые Т-лимфоциты попадают в организм реципиента, они реагируют на его антигены. Аномально сильная реакция Т-клеток может повредить органы хозяина. В инициализации и усилении системной РТПХ важную роль играет повреждение желудочно-кишечного тракта.
Раннее уже было известно о влиянии микрофлоры кишечника на РТПХ, но более подробное исследование этого вопроса стало возможным только с развитием технологий секвенирования. Такое исследование провели ученые из США.
Сначала на мышиной модели РТПХ изучили эффект трансплантации фекальной микробиоты (ТФМ). Мышам-реципиентам давали цитостатики — бусульфан и циклофосфамид, а затем производили трансплантацию гемопоэтических клеток от донора с несоответствием главного комплекса гистосовместимости: реципиенты принадлежали к линии BALB/c, а доноры — к линии C57BL/6 (B6). Трансплантацию фекальной микробиоты производили от здоровых B6 мышей из двух лабораторий: Taconic Biosciences и Jackson Laboratory: микробиота мышей из этих двух источников существенно различается.
Фекальная микробиота от мышей из Taconic Biosciences, но не от мышей из Jackson Lab., облегчала РТПХ у мышей после пересадки. Тот же эффект был показан и при гаплоидентичной трансплантации (с соответствием главного комплекса гистосовместимости донора реципиенту) мышам BD2F1 от мышей B6.
Через три недели после трансплантации гемопоэтических клеток ученые исследовали реакцию Т-клеток донора. На число донорских CD4+ и CD8+ Т-клеток в селезенке ТФМ не повлияла, однако число этих клеток в печени значительно уменьшилось. CD4+ Т-клетки донора в печени у таких мышей производили меньше интерферона-γ. Число Foxp3+ регуляторных Т-клеток, способствующих снижению иммунного ответа, в селезенке и печени реципиента увеличилось.
Ученые показали, что после ТФМ в микрофлоре реципиента резко увеличилось число B. fragilis. Этот вид сильнее представлен в микрофлоре мышей из Taconic. Ранее уже было показано, что B. fragilis может облегчать симптоматику при колите и диабете 1 типа. У мышей BALB/c после трансплантации гемопоэтических клеток пероральное введение B. fragilis облегчало симптомы РТПХ и уменьшало смертность. Такой же результат был получен на BD2F1 мышах. Интересно, что защиту от РТПХ давали и бактерии B. fragilis, убитые нагреванием.
Введение B. fragilis, как и ТФМ, не повлияло на число CD4+ и CD8+ Т-клеток донора в селезенке, но значительно уменьшало их число в печени. CD4+ Т-клетки донора, мигрировавшие к кишечнику, производили меньше интерферона-γ. В кишечнике и печени в целом было меньше CD4+ T-клеток, производящих интерферон-γ. Число Foxp3+ регуляторных Т-клеток в селезенке, кишечнике и печени реципиента увеличилось. Авторы работы предположили, что B. fragilis уменьшало активацию и пролиферацию Т-клеток.
Как пероральный прием B. fragilis, так и ТФМ значительно изменяло состав микробиоты реципиента. Число полезных бактерий, таких как Barnesiella, Lactobacillus, Clostridium и Bacteroides, увеличивалось. Использовав мутантных B. fragilis, исследователи показали, что для облегчения симптомов РТПХ необходим полисахарид А, который производят эти бактерии.
B. fragilis поддерживали функцию кишечного барьера; ПЦР тканей кишечника показала увеличение числа копий GPR109A, GPR43, Reg3γ и IL-22, которые имеют антибактериальные свойства и, вероятно, защищают эпителий кишечника во время воспаления. Если мышам BALB/c перед пересадкой гемопоэтических клеток давали антибиотики широкого спектра, это не мешало положительному воздействию B. fragilis на РТПХ. В свою очередь, прием B. fragilis не влиял на эффективность пересадки гемопоэтических клеток в борьбе с лейкемией.
B. fragilis облегчали не только острую РТПХ, но и хроническую, защищая вилочковую железу реципиента. CD4+ Т-клетки донора в брыжеечных лимфатических узлах производили меньше интерферона-γ. Улучшалось восстановление B-клеток донора, уменьшалось число GC B-клеток и плазматических клеток в селезенке реципиента.
Таким образом, даже единственный вид бактерий может защитить кишечник и облегчить РТПХ после аллотрансплантации. С другой стороны, утрата разнообразия кишечных бактерий, вызванная режимами кондиционирования перед трансплантацией, приводит к размножению условно-патогенных микроорганизмов, а это может обострять РТПХ. Ученые надеются внедрить свою находку в клиническую практику.
