За да се поддържа здравето, човешката имунна система трябва да прави разлика между приятел, тъкани на човешкото тяло и враг или инвазивни патогени, които причиняват заболяване. Това предизвикателство е особено очевидно в човешкото черво, където не само клетките на гостоприемника, но и трилиони бактерии, които съжителстват и работят с тях, трябва да бъдат третирани като приятелски. Сега ново проучване разкрива един механизъм, чрез който се поддържа този деликатен баланс между насърчаване и инхибиране на имунния отговор.
Проучването – сътрудничество между изследователи в Германия и Италия – е публикувано в списанието.
В учебната си книга главният автор Томас Брокър, професор и директор на Института по имунология в Лудвиг Максимилианския университет в Мюнхен в Германия, и колегите му описват как откриват един начин, по който клетките за имунно наблюдение се обучават, за да установят разликата между приятел и враг.
Нашите смели са дом на сложна общност от повече от 100 трилиона микробни клетки, които играят важна роля в здравето и болестите.
Тези микроорганизми на червата, или чревната микрофлора – които с техния генетичен материал са известни като чревната микроби – влияят върху метаболизма, храненето и имунната функция.
Учените откриват, че разстройството в чревната микрофлора е свързано със затлъстяване, възпалително заболяване на червата и други стомашно-чревни нарушения.
Също така се предполага, че ефектът на затлъстяване върху чревната микроби може да обясни силната си връзка с диабет тип 2.
Други са оприличили уникалността на чревната микрофлора на човек с тази на "ДНК отпечатъка", повишаващи потенциалните опасения за неприкосновеността на личния живот на участниците в изследователски проекти за човешки микроби.
Дендритните клетки стимулират и инхибират имунния отговор
Новото проучване се отнася до тип клетка, наречена дендритни клетки (DCs), които са развили две отличителни – и това, което може да изглежда да са противоположни – роли в човешкото тяло, тъй като те могат едновременно да стимулират и да потискат имунния отговор.
Бързи факти за чревната микрофлора
- Нашите черва съдържат около 1000 бактериални вида
- Има 100 пъти повече гени в чревната микроби, отколкото в човешкия геном
- Предполага се, че при раждането е стерилен, детското черво бързо се колонизира след раждането.
Научете повече за чревната микрофлора
ЦХ помагат да се активира имунната система в отговор на инфекцията, но те също така участват в активното й потискане в определени ситуации.
Те потискат имунитета чрез задействане на индуцирани регулаторни Т-клетки (iTregs) – вид клетка, която контролира развитието на имунна толерантност.
Като инхибитори на имунитета в червата, DC помагат да се тренира имунната система за лечение на чревната микрофлора като приятел, а не като враг. Те правят това чрез интернализиране на протеините от микрофлората и мигриране към лимфните възли, свързани с червата.
Тъй като пътуват до лимфните възли, DC пречупват интернализираните приятелски бактериални протеини на по-малки парчета, които стават подобни на "идентификационните значки", които носят на клетъчните си повърхности.
Тези идентификационни значки се показват със специфични свързващи протеини, които iTregs разпознават, с това, че iTregs не насърчават имунните отговори срещу протеините, носещи идентификационните значки.
Професор Брокър казва: "Ние вярваме, че тези iTregs са специфични за протеините, продуцирани от природни черва бактерии."
Екипът обяснява, че миграцията към лимфните клетки от DC – особено тези, чиито клетъчни повърхности показват протеин, наречен CD103 + – е важна част от поддържането на актуализираната имунна система върху състава на чревната микрофлора.
Дендритните клетки имат "бутон за аларма"
Това, което изследователите искаха да открият, обаче, е как този механизъм на толерантност може да бъде изключен при спешен случай. Разследването им ги доведе до друга молекула, която DC показва на повърхността на клетките си – известна като CD40 – която се държи по подобен начин на алармения бутон.
Когато се активира, CD40 се свързва с партньорска молекула на повърхността на друг тип Т клетки, наречени ефекторни Т клетки, което превръща DCs от инхибитори на имунен отговор към промотори.
При тестове върху мишки, изследователите показаха, че животните, чиято сигнализация CD40 е била постоянно включена в развит тежък колит, но няма други симптоми.
Те открили, че засегнатите дендритни клетки все още мигрират към лимфните възли от обвивката на червата, но когато стигнат до тях, те извършват клетъчно самоубийство (апоптоза) и по този начин отричат на регулаторните Т клетки възможността да усетят знаците за идентичност на протеините на микрофлора, обикновено ги предпазва от имунната атака.
Това води до генерализиран имунен отговор, при който Т лимфоцитите преминават към обвивката на червата и причиняват възпаление. Екипът установи, че даването на мишки на антибиотици, които убиха чревната микрофлора, също намали възпалението и животните оцеляха.
"Тези открития показват, че взаимодействието между CD103-положителни дендритни клетки и регулаторни Т-клетки е от съществено значение за поддържането на правилното имунологично равновесие или хомеостазата в червата."
Проф. Томас Брокър
Сега изследователите искат да разберат дали определени регулаторни Т-клетки са програмирани за специфични чревни бактерии, както може да предполага това изследване.
Научете как чревната микрофлора може да допринесе за болестта на Паркинсон.
