Czy niektóre bakterie jelitowe mogą chronić przed alergią pokarmową?
Nowe badania potwierdzają pogląd, że brak pewnych bakterii w jelitach może powodować alergię pokarmową, chorobę, która dotyka miliony ludzi. Badanie sugeruje również, że uzupełnianie kluczowych bakterii jelitowych może stanowić sposób leczenia alergii pokarmowej.
Naukowcy z Bostońskiego Szpitala Dziecięcego oraz Brigham and Women’s Hospital, także w Bostonie, w stanie Massachusetts, odkryli, że niemowlęta i dzieci z alergiami pokarmowymi nie mają pewnych gatunków bakterii jelitowych.
Kiedy zespół podał myszom brakujące bakterie, mikroby chroniły zwierzęta przed alergiami pokarmowymi.
Naukowcy zmapowali również interakcje komórek myszy i bakterii leżące u podstaw tego efektu ochronnego.
Opisują swoje odkrycia w niedawnym Nature Medicine papier.
Wcześniejsze badania doprowadziły do podobnych wniosków na temat powiązań między bakteriami jelitowymi a alergią pokarmową. Nie przeprowadzili jednak szczegółowych analiz interakcji na poziomie komórkowym.
„Zidentyfikowaliśmy hodowalne bakterie pochodzenia ludzkiego, które modulują układ odpornościowy, aby stać się odpornymi na alergeny pokarmowe” - mówi współautorka badania, dr Lynn Bry, dyrektor Massachusetts Host-Microbiome Center w Brigham and Women’s Hospital.
Odkrycia wskazują na nowy sposób leczenia alergii pokarmowej, który wykorzystuje pożyteczne bakterie do zmiany okablowania układu odpornościowego. Zamiast celować w konkretny alergen pokarmowy, metoda ta może potencjalnie leczyć wszystkie alergie pokarmowe za jednym razem.
Takie podejście bardzo różni się od immunoterapii doustnej, której celem jest podniesienie progu odpowiedzi alergicznej poprzez niewielką, rosnącą ekspozycję na odpowiedni alergen pokarmowy.
„Stanowi to ogromną zmianę w naszym podejściu do leczenia alergii pokarmowych” - dodaje dr Bry.
Alergia pokarmowa i bakterie jelitowe
Alergia pojawia się, gdy układ odpornościowy danej osoby reaguje ekstremalnie na substancję, która zazwyczaj nie wywołuje reakcji u innych ludzi.
Reakcja alergiczna może obejmować od łagodnego podrażnienia po anafilaksję, ciężką, zagrażającą życiu reakcję immunologiczną, która wymaga natychmiastowej pomocy lekarskiej. Alergie pokarmowe należą do tych, które mogą powodować anafilaksję.
Badanie z 2018 r. Dotyczące globalnego występowania alergii pokarmowej sugeruje, że przynajmniej w krajach zachodnich choroba dotyka około 10% ludzi, najczęściej wśród młodszych dzieci. Istnieją również dowody na to, że w krajach rozwijających się obserwuje się wzrost alergii pokarmowej.
Alergie na mleko krowie i jajka należą do najczęstszych alergii pokarmowych w wielu częściach świata. Jednak wzorce alergii pokarmowych mogą się różnić w zależności od kraju, w zależności od nawyków żywieniowych ich populacji.
Ludzkie jelita lub przewód pokarmowy są siedliskiem bilionów mikroorganizmów, w tym ponad 1000 gatunków bakterii. Te drobnoustroje odgrywają kluczową rolę w zdrowiu i chorobach.
Bakterie jelitowe mogą wpływać na biologię swoich żywicieli na wiele sposobów. Na przykład mogą wchodzić w interakcje z hormonami, wywołując stan zapalny. Naukowcy odkryli również powiązania między zaburzeniami równowagi bakterii jelitowych a działaniem układu nerwowego i mózgu.
Istnieją również solidne dowody na to, że drobnoustroje jelitowe ściśle współpracują z układem odpornościowym jelita i tworzą „złożony organ immunologiczno-funkcjonalny” z własnymi subpopulacjami komórek odpornościowych, przekaźników chemicznych i bakterii.
Każda zmiana w równowadze między drobnoustrojami jelitowymi a tymi składnikami układu odpornościowego może wywołać szereg chorób, a nawet może sprzyjać rakowi i zakłócać jego leczenie.
Jak bakterie jelitowe mogą wpływać na alergię pokarmową?
Teoria, która zyskuje na popularności wśród naukowców, głosi, że pewne wzorce stylu życia i opieki w świecie zachodnim mogą ograniczać możliwości gromadzenia się pożytecznych bakterii jelitowych u niemowląt, które pomagają okablować układ odpornościowy jelit w sposób zapobiegający alergii pokarmowej.
Te wzorce stylu życia obejmują mniejsze rodziny, ograniczenie karmienia piersią, zwiększenie liczby cięć cesarskich i częstsze stosowanie antybiotyków.
Aby przetestować ten pomysł, zespół odpowiedzialny za nowe badanie rozpoczął od zbierania próbek kału co kilka miesięcy od niemowląt. Korzystając z tych próbek, naukowcy porównali bakterie jelitowe 56 niemowląt i dzieci, u których wystąpiły alergie pokarmowe, z bakteriami 98 dopasowanych osób, u których nie wystąpiły.
Wyniki pokazały, jak wykazały poprzednie badania, że bakterie jelitowe osób z alergiami pokarmowymi różniły się od bakterii uczestników bez alergii pokarmowych. Jednak wynik ten nasuwa pytanie: w jakim stopniu te różnice tłumaczyły alergie pokarmowe?
W następnej fazie badań zespół przeszczepił próbki drobnoustrojów jelitowych od dzieci z alergią pokarmową i bez niej do myszy wrażliwych na jaja.
Naukowcy odkryli, że myszy, które otrzymały próbki bakterii jelitowych od dzieci bez alergii pokarmowej, rzadziej miały reakcje alergiczne na jaja niż myszy, które otrzymały próbki od dzieci z alergią pokarmową.
Następnie naukowcy wykorzystali zaawansowane techniki obliczeniowe, aby zidentyfikować różnice między próbkami bakterii jelitowych dzieci z alergią pokarmową i bez niej. Dzięki tym potężnym narzędziom analiza mogła wyodrębnić poszczególne gatunki bakterii i przetestować je w małych grupach.
Na podstawie wielokrotnych testów bakterii na myszach zespół opracował dwie grupy drobnoustrojów, z których każda zawierała pięć lub sześć Clostridiales lub Bacteroidetes gatunki bakterii jelitowych człowieka.
Te szczególne grupy bakterii utrzymywały myszy odporne na alergię na jaja. Kiedy zespół testował na myszach grupy zawierające inne gatunki bakterii, nie chronił ich.
Mapowanie interakcji na poziomie komórki
W kolejnym etapie badań naukowcy zbadali, co może się dziać na poziomie komórkowym, aby wywołać te efekty. Ponownie, dzięki wyrafinowanym technikom, byli w stanie przyjrzeć się zmianom w interakcjach immunologicznych zarówno u ludzi, jak i myszy.
Okazało się, że korzystne Clostridiales i Bacteroidetes grupy, które chroniły myszy przed alergiami pokarmowymi, celowały w dwa szlaki odpornościowe i wyzwalały specyficzne limfocyty T w układzie odpornościowym.
Komórki T, które wyzwalały pożyteczne bakterie, były regulatorowymi komórkami T. Bakterie zmieniły swój stan, aby nie wywoływały skrajnych reakcji immunologicznych na białko jaja kurzego.
Naukowcy ostrzegają, że chociaż te wyniki wydają się być bardzo obiecujące, są ważne tylko w przypadku myszy. Dalsze badania muszą teraz powtórzyć odkrycia u ludzi.
Niektórzy członkowie zespołu już przygotowują próbę w Boston Children’s Hospital w celu przetestowania metody przeszczepu kału w leczeniu dorosłych z alergią na orzeszki ziemne.
Ponadto wiele firm prywatnych produkuje różne kompozycje bakterii do badań klinicznych. Przy tym tempie możliwe jest, że leczenie będzie dostępne za około 5 lat.
Wydaje się, że posiadanie możliwości zgłębienia szczegółowych interakcji między drobnoustrojami a komórkami ludzkimi otwiera możliwość „znalezienia lepszego terapeutycznego i lepszego podejścia do diagnostyki choroby” - komentuje dr Bry.
„W przypadku alergii pokarmowych dało nam to wiarygodny środek terapeutyczny, który możemy teraz zastosować w opiece nad pacjentami”.
Dr Lynn Bry
