Микробиота играет важную роль в поддержании гомеостаза кишечника и сложных, взаимоотношениях с иммунной системой хозяина и до настоящего времени накапливающиеся данные подчеркивали роль микробного дисбиоза в развитии и прогрессировании различных заболеваний и фокусировались на выявлении лежащих в его основе факторов и механизмов.
Антибиотики часто используются в клиниках для лечения бактериальных инфекций, но они также являются основным фактором нарушения микробного состава кишечника и провоцируют восприимчивость хозяина к энтеральной инфекции. В данном исследовании мы выбрали антибиотики, которые эффективны в отношении как грамположительных, так и -отрицательных бактерий, но не жизнеспособных M.tuberculosis, чтобы значительно индуцировать дисбиоз в кишечнике. Интересно, что нарушение микробиоты кишечника антибиотиками выявило значительное снижение численности и разнообразия микробиоты кишечника, но не микробиоты легких, что указывает на то, что антибиотики влияют на колонизированные бактерии только в местных органах.
Основные результаты, полученные в ходе настоящего исследования, показали роль микробиоты кишечника в контроле патогенеза туберкулеза (ТБ), поскольку при лечении антибиотиками во время ТБ наблюдалось более высокое бремя M.tuberculosis в легких и более тяжелая патология. Все гистопатологические параметры увеличивались по степени тяжести в ходе туберкулезной инфекции. Наблюдаемые значительные различия в вызванной антибиотиками патологии легких и более тяжелом течении ТБ, еще раз доказали, что дисбиоз кишечника может быть необходимым фактором, способствующим развитию и прогрессированию активной туберкулезной инфекции. Эта гипотеза находит подтверждение в нашем исследовании и других сообщениях о том, что вызванный антибиотиками широкого спектра действия микробный дисбиоз провоцирует восприимчивость к ТБ в мышиной модели.
Накапливающиеся данные свидетельствуют о том, что микроРНК (миРНК) могут выступать в качестве ключевого медиатора в поддержании гомеостаза кишечника через сигнальные сети. Однако участие миРНК в микробиоте кишечника и иммунной системе хозяина при туберкулезе остается неизвестным. В данном исследовании мы показали, что дисбактериоз кишечника повышает восприимчивость к ТБ и дистанционно увеличивает экспрессию миРНК в легких. Системный антагонизм миРНК усилил выработку интерферона-гамма и обеспечил иммунную защиту от ТБ. Молекулярные эксперименты показали, что миРНК может быть специфически нацелен на миРНК интерферона-гамма.
Наши данные выявили регуляторные пути, влияющие на индуцированную дисбактериозом кишечника восприимчивость к ТБ: дисбиоз кишечника→миРНК легких→таргетинг интерферона-гамма→ухудшение противотуберкулезного иммунитета. Это исследование также позволило предположить, что дерегулированные миРНК комменсальных бактерий могут стать перспективными мишенями в качестве противотуберкулезной терапии.
Удивительно, но мы обнаружили, что микробиота кишечника может также влиять на экспрессию миРНК хозяина в легких далеко за пределами кишечника. Влияние антибиотиков на изменения микробиоты кишечника и экспрессию миРНК подтверждается также восстановлением фекальной микробиоты. Интересно, что трансплантация фекальных материалов мышам, получавшим антибиотики, восстанавливает микробиоту кишечника и увеличивает экспрессию миРНК в их легких.
Результаты наших и других исследований показали, что миРНК, ассоциированные с комменсальными кишечными бактериями, связаны с регуляцией оси "кишечник-легкие" в иммунитете, и открыли новый и интересный путь для будущих исследований.
