Aby zachować zdrowie, ludzki układ odpornościowy musi odróżniać przyjaciela lub tkanki ludzkiego ciała od wrogów lub inwazyjnych patogenów wywołujących chorobę. To wyzwanie jest szczególnie widoczne w jelitach ludzkich, gdzie nie tylko komórki gospodarza, ale także tryliony bakterii, które współistnieją i pracują z nimi, które należy traktować jako przyjazne. Teraz nowe badanie ujawnia jeden mechanizm, dzięki któremu utrzymuje się ta delikatna równowaga pomiędzy pobudzaniem i hamowaniem odpowiedzi immunologicznej.
Badanie – współpraca między naukowcami z Niemiec i Włoch – jest opublikowane w czasopiśmie.
W swojej pracy, starszy autor Thomas Brocker, profesor i dyrektor Instytutu Immunologii na Uniwersytecie Ludwiga Maximiliana (LMU) w Monachium w Niemczech, oraz koledzy opisują, w jaki sposób znaleźli sposób, w jaki komórki układu odpornościowego są szkolone, aby dostrzec różnicę między przyjacielem i wrogiem.
Nasze flaki są domem dla złożonej społeczności ponad 100 bilionów komórek drobnoustrojów, które odgrywają ważną rolę w zdrowiu i chorobie.
Te drobnoustroje żyjące w jelitach lub mikroflora jelitowa – które z ich materiałem genetycznym znane są jako mikrobiom jelitowy – wpływają na metabolizm, odżywianie i funkcję odpornościową.
Naukowcy odkrywają, że zakłócenie mikroflory jelit wiąże się z otyłością, chorobą zapalną jelit i innymi zaburzeniami żołądkowo-jelitowymi.
Sugerowano również, że wpływ otyłości na mikrobiom jelitowy może wyjaśniać jego silne powiązanie z cukrzycą typu 2.
Inni przyrównywali wyjątkowość mikroflory jelitowej człowieka do „odcisku palca DNA”, podnosząc potencjalne obawy dotyczące prywatności uczestników biorących udział w badaniach nad ludzkimi mikrobiomami.
Komórki dendrytyczne promują i hamują odpowiedź immunologiczną
Nowe badanie dotyczy typu komórki zwanej komórkami dendrytycznymi (DC), które wyewoluowały dwie charakterystyczne – i co może wydawać się przeciwne – role w ludzkim ciele, ponieważ mogą zarówno pobudzać, jak i hamować odpowiedź immunologiczną.
Szybkie fakty dotyczące mikroflory jelitowej
- Nasze jelita zawierają około 1000 gatunków bakterii
- Istnieje 100 razy więcej genów w mikrobiomie jelitowym niż w ludzkim genomie
- Uważa się, że w chwili urodzenia jest sterylny, jelita niemowlęcia szybko kolonizuje się po porodzie.
Dowiedz się więcej o mikrobiocie jelitowej
DC pomagają aktywować układ odpornościowy w odpowiedzi na infekcję, ale są również zaangażowane w aktywne tłumienie go w pewnych sytuacjach.
Tłumią one odporność poprzez wyzwalanie indukowanych regulatorowych komórek T (iTregs), rodzaj komórki kontrolującej rozwój tolerancji immunologicznej.
Jako inhibitory immunologiczne w jelitach, DC pomagają w treningu układu odpornościowego, aby traktować mikroflorę jelit jako przyjaciel zamiast wroga. Robią to poprzez internalizację białek z mikroflory i migrację do węzłów chłonnych powiązanych z jelitami.
Podczas podróży do węzłów chłonnych, DC rozkładają zinternalizowane przyjazne białka bakterii na mniejsze kawałki, które stają się podobne do „identyfikacyjnych”, które noszą na swoich powierzchniach komórkowych.
Identyfikatory te są wyświetlane ze specyficznymi białkami wiążącymi, które iTregs rozpoznaje, z efektem, że iTreg nie promują odpowiedzi immunologicznej przeciwko białkom noszącym identyfikatory.
Prof. Brocker mówi: „Wierzymy, że te produkty iTreg są specyficzne dla białek wytwarzanych przez naturalne bakterie jelitowe.”
Zespół wyjaśnia, że migracja do komórek limfatycznych przez DC – szczególnie tych, których powierzchnie komórkowe zawierają białko zwane CD103 + – jest ważną częścią utrzymania systemu immunologicznego na temat składu mikroflory jelitowej.
Komórki dendrytyczne mają „przycisk alarmowy”
Jednak naukowcy chcieli odkryć, w jaki sposób mechanizm tolerancji może zostać wyłączony w sytuacjach awaryjnych. Ich śledztwo doprowadziło ich do innej cząsteczki, którą DC prezentują na swoich powierzchniach komórkowych – znanej jako CD40 – która zachowuje się w podobny sposób jak przycisk alarmowy.
Po aktywacji CD40 wiąże się z cząsteczką partnera na powierzchni innego typu komórki T zwaną efektorowymi komórkami T, która przekształca DC z inhibitorów odpowiedzi immunologicznej na promotory.
W testach na myszach naukowcy wykazali, że zwierzęta, których przekazywanie sygnału przez CD40 było trwale włączone, rozwinęły ciężkie zapalenie okrężnicy, ale nie wystąpiły żadne inne objawy.
Naukowcy odkryli, że uszkodzone komórki dendrytyczne nadal migrują do węzłów chłonnych z wyściółki jelitowej, ale kiedy się tam dostaną, popełniają samobójstwo komórek (apoptozę), a tym samym odmawiają regulatorowym komórkom T możliwość wykrycia znaczników identyczności białek mikrobiologicznych, które zwykle chronią je przed atakiem immunologicznym.
Powoduje to uogólnioną odpowiedź immunologiczną, w której limfocyty T przemieszczają się do wyściółki jelita i powodują stan zapalny. Zespół odkrył, że podanie myszom antybiotyków, które zabiły ich mikroflorę jelitową, również zmniejszyło stan zapalny, a zwierzęta przeżyły.
„Te odkrycia pokazują, że interakcja między komórkami dendrytycznymi CD103-dodatnimi a regulatorowymi komórkami T jest niezbędna do utrzymania prawidłowej równowagi immunologicznej lub homeostazy w jelitach.”
Prof. Thomas Brocker
Naukowcy chcą teraz dowiedzieć się, czy określone komórki regulatorowe T są zaprogramowane dla konkretnych bakterii jelitowych, co może sugerować to badanie.
Dowiedz się, jak mikroflica jelitowa może przyczyniać się do choroby Parkinsona.
