Badania stawiają system immunologiczny przed i w kontrolowaniu ciąży. Jednak wirusy i bakterie mogą je przerzedzać, co czasami prowadzi do tragicznych konsekwencji.
W czasie ciąży układ odpornościowy matki nieustannie się zmienia.
Chociaż obecnie powszechnie przyjmuje się, że istnieje precyzyjnie dostrojona interakcja między komórkami matki i płodu w celu wspierania zdrowej ciąży, w wielu badaniach wykorzystano modele myszy do zbadania tego – ale myszy nie są ludźmi.
Nowe badania opublikowane w tym tygodniu w czasopiśmie rzucają nowe światło na to, jak ludzki układ odpornościowy zmienia się wraz z postępem ciąży.
W badaniu dr Brice Gaudilliere – asystent profesora anestezjologii, okołooperacyjnego i przeciwbólowego w Centrum Badań nad Wcześniactwem March of Dimes na Uniwersytecie Stanforda w Kalifornii – wraz z kolegami zbudował kompleksowy model zachowania się ludzkich komórek odpornościowych podczas normalnej ciąży. Jednak ich długoterminowe ambicje mają na celu zbadanie tego jeszcze bardziej.
Dr Gaudilliere planuje przeprowadzić podobne badanie z kobietami, które doświadczają przedwczesnego porodu, aby sprawdzić, czy zespół może wskazać konkretne zmiany, które mogą działać jako wczesne sygnały ostrzegawcze.
Wczesne porody przedwczesne – zdefiniowane jako poród przed 37 tygodniem ciąży – są główną przyczyną śmierci dzieci w wieku poniżej 5 lat, według Światowej Organizacji Zdrowia (WHO). W 2015 roku spowodowało to prawie milion zgonów na całym świecie.
W Stanach Zjednoczonych odsetek porodów przedwczesnych wynosi 10 procent. Globalnie liczba narodzin przedwczesnych wzrasta. Ci, którzy przeżyją, mogą stanąć w obliczu komplikacji na całe życie.
Ale dlaczego układ odpornościowy miałby tak dużą rolę w ciąży? I w jaki sposób wiąże się z porodem przedwczesnym?
Błędne przekonania poprawione
Przez wiele lat proces ciąży był porównywany do procesu przeszczepiania narządów, jak dr Gil Mor – profesor położnictwa, ginekologii i nauk reprodukcyjnych w Yale School of Medicine w New Haven, CT – i współpracownicy wyjaśniają w niedawnym artykule opublikowanym w czasopiśmie.
Naukowcy sądzili, że macierzyński układ odpornościowy musiał być represjonowany podczas ciąży, aby powstrzymać go przed odrzuceniem płodu. Obecność gospodarza komórek odpornościowych w miejscu wszczepienia zarodka została uznana za dowód dla tej teorii.
Zakładano, że komórki te walczą z obcymi komórkami embrionalnymi, które z kolei próbują stłumić tę odpowiedź immunologiczną. Jeśli komórki embrionalne miały przewagę, implantacja mogła przebiegać. Ale bitwa trwała przez cały okres ciąży.
Jeśli proces ten nie zakończył się sukcesem, uważano, że prowadzi on do poronień lub porodu przedwczesnego.
Jednak badania wykazały następnie, że obecność lub rekrutacja komórek odpornościowych nie pojawiła się jako reakcja na ciało obce, ale była wymagana do pomyślnej implantacji.
I na tym się nie kończy; obecne myślenie polega na tym, że wzajemne oddziaływanie między komórkami płodowymi a reakcją odpornościową matki jest kluczowym elementem w czasie ciąży.
Układ odpornościowy w strumieniu
Aby umożliwić implantację rozwijającego się zarodka, niektóre jego komórki aktywnie atakują podszewkę macicy. Prowadzi to do kaskady zapalnej, podobnej do zdarzeń, które występują podczas gojenia się ran.
Jeśli zapobiega się wystąpieniu stanu zapalnego, implantacja nie może postępować, co podkreśla znaczenie zapalnych cząsteczek i komórek w tym procesie.
To prozapalne środowisko dominuje w pierwszych 12 tygodniach ciąży. W ciągu następnych 15 tygodni rozwijający się płód znajduje się w stanie szybkiego wzrostu i rozwoju. Dominują komórki i cząsteczki przeciwzapalne.
Niektóre komórki płodowe wyrażają markery na powierzchni komórek lub antygeny pochodzące od ojca. W normalnych warunkach układ odpornościowy matki rozpoznałby je jako obce i zaatakowałby komórki.
Komórki T regulatorowe (Treg), które są wyspecjalizowaną formą białych krwinek, które promują środowisko przeciwzapalne, aktywnie chronią takie komórki płodowe.
Niski poziom Treg został powiązany z poronieniem.
W końcowej fazie ciąży układ odpornościowy przechodzi z powrotem w stan prozapalny. Bez tego matka nie może iść do pracy. Z kolei poród przedwczesny może być związany z nieprawidłową odpowiedzią immunologiczną.
Wiele czynników wpływa na zachowanie układu odpornościowego w czasie ciąży i coraz częściej naukowcy uważają, że mikrobiom matki ma do odegrania rolę.
Pasażerowie mikrobiologiczni w układzie odpornościowym
Przez wiele lat uważano, że dziecko otrzymało pierwszą dawkę drobnoustrojów podczas porodu. Jednak ostatnie badania wykazały obecność drobnoustrojów w pierwszym taborecie dziecka, co oznacza, że pewne przeniesienie gatunków drobnoustrojów z matki do płodu nastąpiło przed urodzeniem dziecka.
Jednak nie tylko żywe drobnoustroje mogą odgrywać rolę w rozwoju płodowym; fragmenty drobnoustrojów i produkty trawienia drobnoustrojów mogą być przenoszone przez łożysko.
Dr Andrew Macpherson, profesor medycyny i dyrektor gastroenterologii w Szpitalu Uniwersyteckim w Bernie w Szwajcarii oraz koledzy wyjaśniają w niedawnym artykule opublikowanym w czasopiśmie, że ten proces może być kluczowy dla układu odpornościowego noworodka.
Myszy utrzymywane w warunkach wolnych od zarazków nie mają układu odpornościowego. Używając sprytnej inżynierii genetycznej, dr Macpherson i jego zespół byli w stanie eksponować ciężarne myszy na bakterie przez ograniczony czas.
Do czasu narodzin myszy znów były wolne od drobnoustrojów i dlatego nie przekazały potomstwa swojemu potomstwu.
Myszy urodzone w ten sposób mają zwiększone poziomy cząsteczek przeciwbakteryjnych w jelitach, bardziej rozwinięte komórki odpornościowe i bardziej dojrzały metabolizm.
Jednak nie wszystko jest różowe; mikroby mogą w niektórych przypadkach być szkodliwe dla zdrowia płodów.
Czy wirusy znajdują się w centrum komplikacji?
Dr Mor ma teorię na temat wirusów. Uważa, że eliminują one dobroczynny wpływ normalnego mikrobiomu, narażając zarówno matkę, jak i płód.
Zgodnie z tą «podwójną trafioną hipotezą» wirusy dezaktywują procesy sygnalizacji immunologicznej, które są kluczowe dla interakcji między układem odpornościowym a bakteriami. Pozostawia to matce ryzyko infekcji bakteryjnej oprócz wirusa już w systemie.
Używając modelu myszy, jego zespół wykazał, że ekspozycja na powszechnie występującą toksynę bakteryjną na infekcję wirusową prowadzi do porodu przedwczesnego.
W rzeczywistości 40 procent ludzkich porodów przedwczesnych wiąże się z jakąś formą infekcji.
Dr Mor wskazuje również na dowody łączące infekcje wirusowe i bakteryjne w czasie ciąży ze zwiększonym ryzykiem wystąpienia u dziecka schizofrenii, zaburzeń ze spektrum autyzmu i alergii w późniejszym życiu.
Co może być przyczyną? Naukowcy uważają, że wysoki poziom aktywacji układu odpornościowego matki w odpowiedzi na infekcję jest odpowiedzialny za nieodwracalne uszkodzenia płodu.
Dr Mor i jego zespół wykazali, że nawet jeśli infekcja nie jest bezpośrednio przenoszona przez matkę, poziomy wskaźników stanu zapalnego u płodu wystrzeliwują w takich przypadkach. W badaniach na myszach towarzyszą temu nieprawidłowości w rozwoju.
Nowe badanie dostarcza szczegółowych informacji
Dzięki nowym badaniom dr Gaudilliere i jego współpracownicy dodają do istniejącej wiedzy o tym, która z różnorodnych populacji komórek odpornościowych jest obecna w czasie ciąży.
W badaniu wzięło udział 18 kobiet, które miały normalną ciążę i pobrały próbki krwi podczas każdego z trymestrów, a także 6 tygodni po porodzie.
Korzystając z techniki zwanej cytometrią masową, naukowcy byli w stanie uzyskać całą masę informacji z tych próbek, w tym, które komórki były obecne we krwi, jak reagowały na związki podobne do wirusów i bakterii i które szlaki przekazywania sygnałów były najbardziej aktywne.
Poprzez włączenie tych informacji do zaawansowanego modelu statystycznego, zespół mógłby zbudować wyrafinowaną mapę tego, jak układ odpornościowy dostosowuje się w czasie ciąży.
Następnym na liście jest porównywalne badanie z wykorzystaniem próbek krwi od kobiet, które przedwcześnie urodziły, aby przekonać się, czy towarzyszą temu konsekwentne zmiany w układzie odpornościowym.
Zespół ma nadzieję wykorzystać tę wiedzę do opracowania testu krwi, który może wskazywać na ryzyko porodu przedwczesnego.
«Jesteśmy szczególnie zainteresowani lepszym zrozumieniem tego, co dzieje się bardzo wcześnie i bardzo późno w ciąży», wyjaśnia dr Gaudilliere. «Chcielibyśmy sprawdzić, czy naprawdę istnieje przełącznik, który możemy złapać, słodkie miejsce, w którym odchylenie od normy byłoby maksymalne w przypadku patologii».
«Układ odpornościowy nie działa w izolacji i jesteśmy teraz bardzo zainteresowani profilowaniem jego wzajemnych oddziaływań z innymi aspektami biologii matki, takimi jak ich genetyka, metabolizm i wspólnoty drobnoustrojów organizmu, aby stworzyć holistyczny zegar biologiczny ciąży.»
Główny autor badań Nima Aghaeepour, Ph.D.
Co przyniesie przyszłość?
Istnieje wiele dowodów sugerujących, że dieta zachodnia i współczesny styl życia mają szkodliwy wpływ na pasażerów mikrobiologicznych, które są ściśle związane z naszym zdrowiem.
Spadek różnorodności drobnoustrojów powiązano z wieloma stanami chorobowymi. Pozostaje pytanie, czy ma to również wpływ na układ odpornościowy w czasie ciąży.
Czy niska różnorodność drobnoustrojów zwiększa ryzyko poronienia lub przedwczesnego porodu?
Tylko czas powie. Oczywiste jest jednak, że naukowcy wykorzystują nowe i innowacyjne narzędzia, aby wyróżnić związek między naszym układem odpornościowym, czynnikami, które mają na to wpływ, a zdrowiem matki i dziecka w trakcie i po ciąży.
Nowe badania i ich znaczenie
W kontekście ostatnich badań warto zauważyć, że w 2024 roku pojawiły się nowe informacje dotyczące roli mikrobiomu w ciąży. Badania wykazały, że różnorodność drobnoustrojów w jelitach matki może wpływać na rozwój układu odpornościowego płodu, co z kolei może mieć długoterminowe skutki zdrowotne dla dzieci.
Dodatkowo, nowe terapie oparte na modulacji mikrobiomu zaczynają być testowane jako potencjalne metody zapobiegania przedwczesnym porodom. Badania nad prebiotykami i probiotykami, które mogą wspierać zdrowie matki oraz płodu, są w fazie intensywnego rozwoju.
Naukowcy podkreślają również znaczenie zdrowej diety oraz stylu życia w czasie ciąży, co może korzystnie wpływać na stan układu odpornościowego. W 2024 roku badania koncentrują się na identyfikacji konkretnych składników odżywczych, które mogą wspierać zdrowie matki i płodu poprzez korzystny wpływ na mikrobiom.
Podsumowując, zmiany w układzie odpornościowym podczas ciąży są niezwykle złożone i wymagają dalszych badań. Nowe odkrycia mogą prowadzić do lepszego zrozumienia oraz innowacyjnych podejść do zapewnienia zdrowia zarówno matki, jak i dziecka.
