Защита от аллергии: проблема не только в микробах
Чистые и грязные мыши одинаково реагируют на аллергены, что опровергает идею о том, что снижение воздействия микроорганизмов является основной причиной роста аллергии.
Современное общество стало очень санированным, и даже мысль о том, чтобы жить в нечистой среде, вызывает у большинства людей беспокойство. Возникновение сверхчистых обществ сопровождалось ростом аллергии, и исследователи полагали, что виной тому отсутствие контакта с разнообразными микроорганизмами, которые могли бы научить иммунную систему адекватно реагировать на аллергены. Однако теперь в исследовании, опубликованном в журнале Science Immunology, ученые рассказали о том, что наличие разнообразных микроорганизмов не защищало мышей от развития сильной аллергической реакции. Полученные ими результаты ставят под сомнение идею о том, что отсутствие микробного контакта является основным фактором, вызывающим рост аллергии.
"Это дополняет то, что мы уже оценивали как очень сложную проблему", - говорит Сара Гамильтон, иммунолог из Университета Миннесоты, которая не принимала участия в исследовании. "Это интересная модельная система и комплексное исследование аллергических реакций. Я высоко оценила усилия, которые они приложили для создания этой системы, и их стремление подойти ближе к изучению этой проблемы у человека".
Согласно гигиенической гипотезе, которая утвердилась около 1990 года, инфекции и контакт с различными микробами, особенно в раннем возрасте, могут защищать от развития аллергии. Эпидемиологические исследования того времени еще больше подтвердили эту идею, показав, например, что у детей, выросших в сельской местности и, следовательно, подвергавшихся воздействию множества микробов, реже развивалась астма и другие аллергические заболевания. Несмотря на эти данные, в исследованиях часто не учитывались другие факторы окружающей среды, что заставило ученых задуматься, не одни ли только микробы ответственны за наблюдаемый защитный эффект против аллергии.
Джонатан Кокет, иммунолог из Копенгагенского университета и автор статьи, изучающий взаимосвязь между генами и окружающей средой в формировании иммунитета, задался вопросом, действительно ли только микроорганизмы способствуют развитию аллергии. Для изучения этого вопроса ему понадобилась мышиная модель, поскольку лабораторные условия позволяют лучше контролировать другие факторы окружающей среды. Однако обычно используемые (очень чистые) лабораторные мыши не казались идеальными для решения этой проблемы, поскольку микробиом этих животных менее разнообразен, чем у мышей, живущих в дикой природе.
В своих поисках Кокет наткнулся на мышиную модель, разработанную Стефаном Росшартом, исследователем микробиома и клиницистом из Университетской клиники Эрлангена и соавтором исследования. Для этой модели Росшарт и его коллеги пересадили эмбрионы мышей из широко используемого штамма лабораторных мышей диким суррогатным матерям, которые родили новорожденных мышат, которых условно можно назвать "дикими". Несмотря на то что генетически дикие мыши были похожи на стандартных лабораторных мышей, они приобрели более богатую микробиоту всего организма, которая напоминала микробиоту настоящих диких мышей.
В рамках данного исследования Кокет и Росшарт объединились с международной группой ученых, чтобы выяснить, защитит ли мышей от развития аллергических иммунных реакций длительное воздействие различных микроорганизмов. Для экспериментов ученые использовали свободных от патогенов мышей (SPF) и диких мышей. В то время как мыши SPF содержались в стандартных лабораторных условиях, в клетки диких мышей добавляли сено, компост и частички от диких мышей, обеспечивая пожизненное воздействие разнообразных микробов.
Затем ученые подвергли мышей SPF и диких мышей воздействию различных аллергенов, включая экстракт клеща домашней пыли, грибок Alternaria alternata, вызывающий раздражение дыхательных путей, и рекомбинантный цитокин IL-33 - молекулу, стимулирующую иммунные клетки. После воздействия аллергена исследователи изучили содержание ряда цитокинов и иммунных клеток в легких и сыворотке крови в разные моменты времени.
Дикие особи показали сильное воспаление дыхательных путей в ответ на аллергены, в отличие от того, что предсказывала гигиеническая гипотеза. В частности, у этих мышей развился сильный иммунитет второго типа, типичный адаптивный ответ на аллергены, наблюдаемый у людей с аллергией, характеризующийся присутствием Т-хелперов. Шесть недель воздействия аллергена вызывали одинаковое аллергическое воспаление у мышей SPF и диких мышей, что говорит о том, что даже при длительном воздействии аллергена обогащенная микроорганизмами среда диких мышей не защищала животных от развития аллергических реакций.
"Поразительно, насколько похожими оказались эти две группы животных", - отмечает Гамильтон, которую удивило, что у диких особей не наблюдалось ослабления аллергического иммунного ответа при воздействии аллергенов. Росшарт объяснил, что полученные результаты удивили бы также большинство исследователей. "Если бы вы спросили 100 ученых, подавляющее большинство из них подумали бы: "Хорошо, вероятно, у диких мышей будет меньше симптомов, меньше аллергии, меньше воспаления, или они даже могут быть защищены"", - сказал он. "Это сделало исследование действительно интересным, потому что оно отличалось от того, что все ожидали".
Хотя в данной работе основное внимание было уделено респираторным аллергенам, Гамильтон считает, что следующим интересным шагом будет оценка реакции диких мышей на аллергены, вводимые через кожу или другими способами, и Кокет планирует изучить эту идею.
Между тем, Кокет рад, что исследователи обращают внимание на полученные результаты и ставят под сомнение более устоявшиеся идеи в области аллергии. "Гигиеническая гипотеза действительно захватывала воображение публики в течение 35 лет или дольше. Ее довольно легко понять, она имеет определенный смысл и подкреплена некоторыми данными", - говорит он. "Очень интересно, что люди могут начать сомневаться в ней и взглянуть на нее с другой стороны. Это здорово для науки. Это здорово для общественности, что вы можете помочь людям усомниться в некоторых фундаментальных представлениях о жизни или о том, почему у них может быть аллергия".
