Νέα έρευνα για το μικροβίωμα του εντέρου αποκαλύπτει το τρόπο που μας προστατεύει από ιογενείς λοιμώξεις

Κατηγορία Έρευνα
Δευτέρα, 30 Νοεμβρίου 2020 09:14 Διαβάστηκε 1807 φορές
online Natural Blaze - Απόδοση: Βάλλυ Καλοζούμη

Για πρώτη φορά, ερευνητές της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ έχουν περιγράψει πώς συμβαίνει αυτό σε ποντίκια και έχουν εντοπίσει τον συγκεκριμένο πληθυσμό μικροβίων του εντέρου που ρυθμίζει τόσο την τοπική όσο και τη συστημική ανοσοαπόκριση για να αποκρούσει τους ιικούς εισβολείς.

Η εργασία, που δημοσιεύθηκε στις 18 Νοεμβρίου στο Cell, επισημαίνει μια ομάδα μικροβίων του εντέρου και ένα συγκεκριμένο είδος μέσα σε αυτή, που προκαλεί τα ανοσοκύτταρα να απελευθερώσουν χημικές ουσίες που απωθούν τον ιό γνωστές ως ιντερφερόνες τύπου 1. Οι ερευνητές εντόπισαν το ακριβές μόριο - που μοιράζονται πολλά βακτήρια του εντέρου σε αυτήν την ομάδα - που ξεκλειδώνει την ανοσο-προστασία. Αυτό το μόριο, σημείωσαν οι ερευνητές, δεν είναι δύσκολο να απομονωθεί και θα μπορούσε να γίνει η βάση για φάρμακα που ενισχύουν την αντιική ανοσία στον άνθρωπο.

Η ομάδα προειδοποιεί ότι τα αποτελέσματα πρέπει να επιβεβαιωθούν σε περαιτέρω μελέτες σε ζώα και στη συνέχεια να αναπαραχθούν σε ανθρώπους, αλλά τα ευρήματα δείχνουν μια νέα στρατηγική που θα μπορούσε να βοηθήσει στην ενίσχυση της αντιικής προστασίας στους ανθρώπους.

"Δεδομένου του κρίσιμου ρόλου που διαδραματίζουν οι ιντερφερόνες στην ασθένεια και την υγεία, η ταυτοποίηση ενός βακτηριακού μορίου που μπορεί να προκαλέσει προστατευτική σηματοδότηση ιντερφερόνης δείχνει μια πολλά υποσχόμενη νέα προσέγγιση για την ανάπτυξη μιας θεραπευτικής ένωσης που θα μπορούσε να ενισχύσει την αντιιική ανοσία για να μειώσει τον κίνδυνο για ιογενείς λοιμώξεις", αναφέρει ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Dennis Kasper, καθηγητής ανοσολογίας στο Ινστιτούτο Blavatnik της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ.

Το ανθρώπινο σώμα, όπως και των άλλων θηλαστικών, αποικίζεται από τρισεκατομμύρια μικρόβια - βακτήρια, ιούς, μύκητες - που συλλογικά αναφέρονται ως μικροβιοκοινότητες. Οι τρέχουσες εκτιμήσεις δείχνουν ότι υπάρχουν περίπου τόσα βακτηριακά κύτταρα όσα τα ανθρώπινα κύτταρα στο ανθρώπινο σώμα και περίπου εκατό φορές περισσότερα βακτηριακά γονίδια από τα ανθρώπινα γονίδια, η συντριπτική πλειονότητα των οποίων βρίσκεται στην κατώτερη γαστρεντερική οδό.

Η σηματοδότηση ιντερφερόνης σε χαμηλά επίπεδα, που προσφέρει προστασία κατά των ιών απουσία ενεργού λοίμωξης υπάρχει σε όλους τους ανθρώπους λίγο μετά τη γέννηση, αλλά πού και πώς συμβαίνει αυτή η σηματοδότηση παρέμεινε ασαφής. Αυτή η εργασία παρέχει μια εξήγηση για αυτό το φαινόμενο, αποδεικνύοντας ότι αυτή η προστατευτική απόκριση προκύπτει από ανοσοκύτταρα που βρίσκονται στα τοιχώματα του παχέος εντέρου. Αυτά τα κύτταρα, σύμφωνα με την εργασία, απελευθερώνουν προστατευτικές ιντερφερόνες όταν διεγείρονται από ένα επιφανειακό μόριο που βρίσκεται πάνω στη μεμβράνη ενός συγκεκριμένου βακτήριου του εντέρου.

Σε μια σειρά πειραμάτων που διεξήχθησαν σε κύτταρα και σε ζώα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ένα από αυτά τα μικρόβια, το Bacteroides fragilis, που υπάρχει στην πλειονότητα των ανθρώπινων εντέρων, ξεκινά έναν καταρράκτη σηματοδότησης που προκαλεί τα ανοσοκύτταρα στο έντερο να απελευθερώσουν μια πρωτεΐνη που ονομάζεται ιντερφερόνη-βήτα, μια σημαντική ανοσολογική χημική ουσία που παρέχει προστασία κατά των ιών με δύο τρόπους: προκαλεί τα κύτταρα που έχουν μολυνθεί από ιούς να αυτοκαταστραφούν και επίσης διεγείρει άλλες κατηγορίες ανοσοκυττάρων να επιτεθούν στον ιό.

Συγκεκριμένα, τα πειράματα έδειξαν ότι ένα μόριο που βρίσκεται στην επιφάνεια του βακτηρίου ενεργοποιεί την απελευθέρωση ιντερφερόνης-βήτα ενεργοποιώντας την οδό σηματοδότησης που ονομάζεται TLR4-TRIF. Αυτό το βακτηριακό μόριο διεγείρει ένα μονοπάτι ανοσο-σηματοδότησης που ξεκινά από έναν από τους εννέα υποδοχείς (TLR) που αποτελούν μέρος του έμφυτου ανοσοποιητικού συστήματος. Η οδός ενεργοποιείται όταν οι πρωτεΐνες στην επιφάνεια των ανοσοκυττάρων αναγνωρίζουν συγκεκριμένα μοριακά μοτίβα στην επιφάνεια διαφόρων μολυσματικών οργανισμών και επιστρατεύουν την ανοσολογική άμυνα έναντι αυτών των εισβολέων μέσω μιας από τις εννέα οδούς.

Πειράματα που διεξήχθησαν από την ομάδα του Dennis Kasper έδειξαν ότι το B. fragilis ξεκλειδώνει μία από αυτές τις οδούς σηματοδότησης όταν το επιφανειακό του μόριο επικοινωνεί με ανοσοκύτταρα του παχέος εντέρου μέσω των υποδοχέων TLR-4 TRIF για να εκκρίνουν ιντερφερόνη-βήτα που απωθούν τον ιό.

Επειδή το συγκεκριμένο επιφανειακό μόριο που ξεκλειδώνει αυτόν τον καταρράκτη δεν είναι μοναδικό για το B. fragilis και υπάρχει επίσης σε πολλά άλλα βακτήρια του εντέρου της ίδιας οικογένειας, οι ερευνητές εξέτασαν εάν παρόμοια ανοσολογική σηματοδότηση θα μπορούσε να προκληθεί από άλλα βακτηριακά είδη που φέρουν αυτό το μόριο. Έτσι επιπλέον πειράματα σε μια ομάδα ποντικών απέδειξε ότι μεμβράνες που περιέχουν αυτό το μόριο που βρέθηκαν σε πολλά άλλα είδη της βακτηριακής οικογένειας Bacteroides θα μπορούσαν να ξεκινήσουν με επιτυχία παρόμοια σηματοδότηση - ένα εύρημα που δείχνει μια ευρύτερη ανοσο-προστατευτική σηματοδότηση κοινή σε ένα ευρύ φάσμα βακτηρίων του εντέρου.

Για να προσδιορίσουν εάν το B. fragilis θα μπορούσε να προστατεύσει τα ζώα από μολύνσεις, οι ερευνητές δοκίμασαν δύο ομάδες ποντικών, μια που έλαβε αντιβιοτικά για να μειώσει το μικροβίωμα του εντέρου τους και μία ομάδα όπου είχαν κανονικό μικροβίωμα. Στη συνέχεια, οι ερευνητές εξέθεσαν τα ζώα των δύο ομάδων σε ιό φυσαλιδώδους στοματίτιδας (VSV), έναν ιό που μολύνει σχεδόν όλα τα θηλαστικά αλλά οδηγεί σε μεγάλο βαθμό σε ασυμπτωματικές μολύνσεις στον άνθρωπο. Σε σύγκριση με ποντίκια που δεν έλαβαν αντιβιοτικά και είχαν ακέραιο εντερικό μικροβίωμα, τα ζώα που έλαβαν αντιβιοτικά και είχαν μειωμένο εντερικό μικροβίωμα, είχαν περισσότερες πιθανότητες να αναπτύξουν ενεργές λοιμώξεις μετά την έκθεση στον ιό και επίσης είχαν σοβαρότερη ασθένεια όταν μολύνθηκαν. Τα αποτελέσματα έδειξαν το ρόλο των μικροβίων του εντέρου στην πρόκληση προστατευτικής σηματοδότησης ιντερφερόνης-β και στην ενίσχυση της φυσικής αντοχής σε ιογενείς λοιμώξεις. Είναι ενδιαφέρον ότι δεν υπήρχαν διαφορές μεταξύ των ποντικών που δεν είχαν υποδοχείς για ιντερφερόνη-βήτα, ανεξάρτητα από το εάν είχε εξαντληθεί το μικροβίωμα του εντέρου τους. Οι παρατηρήσεις επιβεβαίωσαν ότι ακριβώς μέσω της σηματοδότησης της ιντερφερόνης-βήτα το μικροβίωμα ασκεί τα προστατευτικά του αποτελέσματα.

Τέλος, για να διερευνήσουν εάν το επιφανειακό μόριο του B. fragilis που ενεργοποιεί τη σηματοδότηση ιντερφερόνης στα κύτταρα θα μπορούσε επίσης να ρυθμίσει τον τρόπο με τον οποίο τα ζώα ανταποκρίνονται σε μια ιογενή λοίμωξη, οι ερευνητές έδωσαν σε ζώα με μειωμένο μικροβίωμα μια καθαρή μορφή του μορίου στο πόσιμο νερό τους. Όταν, λίγες μέρες αργότερα, τα ζώα εκτέθηκαν σε VSV, αυτά στα οποία είχε δοθεί το μόριο είχαν αξιοσημείωτα ηπιότερες λοιμώξεις και πανομοιότυπη επιβίωση σε σχέση με τα ποντίκια με ακέραιο εντερικό μικροβίωμα και άθικτη ανοσολογική άμυνα.

Τα ευρήματα έδειξαν ότι η συμπλήρωση με αυτό το κοινό μικροβιακό μόριο είναι επαρκής για την αποκατάσταση των προστατευτικών αποτελεσμάτων όλου του μικροβιώματος σε ζώα με μειωμένο εντερικό μικροβίωμα.


ΠηγέςHarvard Medical School , Journal Article