Jednoduchá zlúčenina na kontrolu zložitých črevných mikróbov

Jednoduchá zlúčenina na kontrolu zložitých črevných mikróbov

Vedci z RIKEN Centra pre integrované lekárske vedy (IMS) zistili, že acetát, hlavný metabolit produkovaný niektorými črevnými baktériami, sa podieľa na regulácii ďalších črevných baktérií. Experimenty konkrétne ukázali, že acetát môže spustiť imunitnú odpoveď proti potenciálne škodlivým baktériám. Zistenia zverejnené vo vedeckom časopise príroda, povedie k vývoju nových spôsobov regulácie rovnováhy črevných baktérií.

Možno vás prekvapí, že v našich črevách žije 40 biliónov dôležitých baktérií. Pomáhajú nám udržiavať zdravie tým, že produkujú základné živiny a eliminujú cudzie patogény. Na druhej strane môžu tieto komenzálne baktérie poškodiť vaše zdravie, ak sú mimo kontroly. Preto porozumenie spôsobu, akým telo reguluje rovnováhu črevných baktérií, je dôležitou otázkou pre udržanie zdravia.

Imunoglobulín A (IgA) je najpočetnejšia protilátka produkovaná v ľudskom tele, väčšinou vylučovaná z povrchov sliznice črevného traktu. Predpokladá sa, že IgA reguluje rast, kolonizáciu a funkciu črevných baktérií tým, že sa na ne viaže. Doteraz sme však nevedeli, čo by mohlo vyvolať IgA reakcie na baktérie v dynamicky sa meniacom črevnom prostredí.

Črevné baktérie nám pomáhajú rozložiť to, čo jeme, na menšie kúsky, ktoré sa nazývajú metabolity. Posledné štúdie naznačujú, že tieto metabolity majú významný vplyv na imunitné funkcie v črevnom trakte. Je známe, že najmä mastné kyseliny s krátkym reťazcom (SCFA), hlavný metabolit črevných baktérií, sa podieľajú na vytváraní a regulácii funkcie imunitných buniek. Predpokladá sa, že zvyšujú produkciu IgA, ale doteraz nikto nevedel, čo môže toto správanie spustiť.

Výskumná skupina vedená Hiroshim Ohnom v spoločnosti RIKEN IMS kŕmila myši jedlom, ktoré môže špecificky zvyšovať SCFA lokálne v hrubom čreve. Analýza myší ukázala, že acetát, typ SCFA, zvyšuje tak počet buniek produkujúcich IgA, ako aj množstvo IgA, a tiež reguluje množstvo IgA viazaného na každú črevnú baktériu. „SCFA vrátane acetátu sa ľahko vstrebávajú v žalúdku a proximálnom tenkom čreve, takže bolo ťažké preskúmať účinky orálne podávaných SCFA v distálnom čreve, ako je hrubé črevo, kde sú vnútorné hladiny SCFA vysoké,“ hovorí Ohno. „Naši spolupracovníci vyvinuli metódu, ktorá dokáže efektívne dodávať metabolity do distálneho čreva, čo nám umožnilo analyzovať účinky SCFA na imunitný systém.“ Ostatné SCFA, ako je kyselina propiónová alebo kyselina maslová, neovplyvňovali IgA.

Vedci tiež zistili, že typ baktérií, na ktoré sa viaže IgA, závisí od toho, či je alebo nie je prítomný acetát. Za normálnych okolností sa IgA viaže väčšinou na bežné symbiotické baktérie, ale u myší liečených acetátom mal tendenciu viazať sa na potenciálne škodlivé baktérie, ako je E. coli. Podrobnejšia analýza ukázala, že keď acetát vedie k produkcii IgA v hrubom čreve, IgA sa viaže na tieto potenciálne škodlivé baktérie a bráni im v usadení sa a napadnutí vrstvy hlienu.

Tieto zistenia boli trochu neočakávané. "Najprv sme si mysleli, že octan jednoducho zvyšuje IgA rovnako proti všetkým komenzálnym baktériám," vysvetľuje Ohno. "Bolo dosť prekvapivé vidieť, že prednostne zvyšuje produkciu IgA proti určitým mikróbom prostredníctvom spolupráce s inými imunitnými bunkami." Pokusy v skutočnosti ukázali, že octan iba zvyšoval produkciu IgA, keď boli prítomné potenciálne škodlivé baktérie.

Táto štúdia celkovo odhalila, že acetát produkovaný baktériami môže zmeniť rovnováhu IgA v črevách. Tento proces zahŕňa zvýšenie produkcie IgA spolu s bakteriálnymi zložkami. Zvyšovaním produkcie IgA, najmä IgA, ktoré napáda potenciálne škodlivé baktérie, môže acetát zmeniť bakteriálny zloženie čriev.

„Hromadiace sa dôkazy naznačujú účasť črevnej mikrobioty na mnohých ľudských chorobách. IgA je jedným z najúčinnejších spôsobov kontroly mikrobioty, a preto si myslíme, že naše zistenia sú základom tohto regulačného mechanizmu. Pretože funkcie metabolitov zostávajú zväčša neznáme, budeme sa naďalej zameriavať na interakcie hostiteľ-mikrób prostredníctvom týchto malých molekúl, aby sme odhalili, aký majú vplyv na ľudskú patofyziológiu, “hovorí Ohno.

Detonic