Группа ученых обнаружила новый путь связи между кишечником и легкими. Результаты исследования показывают, как малоизвестный член микробиома кишечника изменяет иммунную среду легких, оказывая как благотворное, так и пагубное влияние на здоровье дыхательных путей.
«Мирные микробы, живущие в нашем кишечнике, играют важную роль в управлении нашей иммунной системой. Все больше фактов указывают на то, что эти комменсальные микроорганизмы влияют на состояние других органов, таких как легкие, мозг, кожа или суставы», - говорит Артур Морта, доцент иммунологии медицинского факультета Университета Торонто. Изменения в составе микробного сообщества кишечника за последние десятилетия стали связывать с целым рядом симптомов и состояний, включая ожирение, аллергию, рак и психические расстройства. Однако эти исследования в основном были сосредоточены на бактериях, которые представляют собой самую большую часть микробов, обнаруженных в сообществе кишечника.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Cell, Морта и его коллеги сосредоточились на простейших. Хотя большинство известных простейших являются паразитарными, некоторые менее известные виды могут жить в симбиотических отношениях со своими животными-хозяевами. «Наша цель заключалась в том, чтобы понять, как комменсальные виды простейших в кишечнике влияют на исход заболеваний и наше общее состояние здоровья», - говорит Морта.
В своем исследовании авторы изучили простейшее под названием Tritrichomonas musculis, или T. mu, которое безвредно обитает в кишечнике мышей. Они обнаружили, что у мышей, колонизированных T. mu, обнаруживается неожиданно высокий уровень специфических иммунных клеток в легких. Важно, что исследователи показали, что некоторые из этих иммунных клеток происходят из кишечника и перемещаются в легкие, где они влияют на местную иммунную среду и модулируют исходы респираторных заболеваний и инфекций. "Запуская производство и миграцию этих иммунных клеток из кишечника в легкие, T. mu функционирует как «дирижер в кишечнике, который оркеструет иммунную систему", - поясняет Морта.
Одним из ключевых результатов исследования стало то, что иммунные изменения в легких, вызванные T. mu, усугубили воспаление дыхательных путей, вызванное аллергической астмой, но, как оказалось, оказали защитное действие против респираторных инфекций. В процессе работы было также изучено влияние измененного иммунного ландшафта на туберкулез. Исследователи обнаружили, что более высокий уровень иммунных клеток в легких мышей, колонизированных T. mu, служит антимикробным щитом в дыхательных путях, помогая сдерживать туберкулезные инфекции и задерживая их распространение в другие органы.
Морта отмечает, что эти результаты согласуются с тем, что его группа ранее наблюдала за противоположным влиянием T. mu на различные аспекты здоровья кишечника у мышей. «Этот простейший очень сильно влияет на иммунную систему кишечного тракта», - говорит он. «Он усугубляет развитие колоректального рака и воспалительных заболеваний кишечника, но в то же время наделяет хозяина способностью противостоять очень тяжелым инфекциям».
Исследователи также проанализировали образцы мокроты людей с тяжелой формой астмы. Они искали генетические сигнатуры человеко-ассоциированных простейших и выявили более высокий сигнал в образцах от больных тяжелой астмой по сравнению с пациентами, у которых не было астматического воспалительного заболевания легких, что говорит о том, что их наблюдения на мышах могут быть актуальны и для пациентов. Выявление последовательностей ДНК простейших в мокроте пациентов с тяжелой аллергической астмой еще больше подчеркивает значимость комменсальных простейших в развитии заболеваний человека. В совокупности эти данные свидетельствуют о том, что комменсальные простейшие регулируют легочный иммунитет через иммунную сеть легких, управляемую кишечником, способствуя как благоприятным, так и неблагоприятным исходам заболевания в ответ на воздействие аллергенов из дыхательных путей и легочных инфекций.
Морта считает, что эти результаты открывают возможности для новых подходов к диагностике и лечению астмы и, возможно, других хронических воспалительных заболеваний. Например, по наличию определенных простейших можно предсказать, разовьется ли у пациента тяжелая астма, и определить, какие лекарственные препараты лучше всего подойдут для него, исходя из иммунных путей, активируемых простейшими. «Можем ли мы предотвратить или замедлить развитие астмы с помощью методов лечения, которые не ограничиваются легкими, а, скорее, адаптированы к кишечному тракту?» - задается он вопросом.
Помимо легких, исследователи теперь обращают внимание на другие органы, которые также могут быть подвержены влиянию микробиома кишечника, и отслеживают путь иммунных клеток из кишечника в эти органы. «Миграция иммунных клеток из одного органа в другой представляет собой ранее не изученный способ общения органов друг с другом, особенно посредством микроорганизмов кишечника», - говорит Морта. «Это меняет наше представление о взаимоотношениях с микробиомом и показывает, что мы должны сосредоточиться не только на бактериях, но и на простейших и других забытых микроорганизмах, чтобы углубить наше понимание здоровья и болезней».
