Układ odpornościowy a bakterie jelitowe: jak witamina A „utrzymuje spokój”
Nowe odkrycia dotyczące roli witaminy A w pośredniczeniu w związku między bakteriami jelitowymi a układem odpornościowym mogą okazać się „krytyczne” przy opracowywaniu nowych terapii chorób autoimmunologicznych, takich jak choroba Leśniowskiego-Crohna, wrzodziejące zapalenie jelita grubego i inne choroby zapalne jelit.
Wiadomo, że bakterie jelitowe odgrywają kluczową rolę w utrzymaniu nas w zdrowiu. Badania wykazały, że biliony przyjaznych mikroorganizmów znajdujących się w naszych jelitach mogą zapewnić nam szczupłą, młodą i zdrową sylwetkę - zarówno na ciele, jak i na umyśle.
Ale jak to robią bakterie jelitowe? Jedna odpowiedź dotyczy układu odpornościowego. Różne badania powoli ujawniają złożony związek między bakteriami jelitowymi a odpornością. Sugerują, że interakcje między jelitami żywiciela a bakteriami kolonizującymi nasze jelita pomagają kontrolować reakcję naszego organizmu na chorobę.
Naukowcy od jakiegoś czasu wiedzą, że mikrobiom pomaga regulować odpowiedzi immunologiczne. Jednak wiele szczegółowych mechanizmów tej interakcji pozostało nieznanych. Na przykład, jak dokładnie układ odpornościowy organizmu - który ma chronić nas przed patogenami - pozwala tym przyjaznym bakteriom żyć „szczęśliwie” w naszych jelitach?
Nowe badania mogły znaleźć odpowiedź: witamina A. Zespół naukowców pod kierownictwem Shipra Vaishnava, adiunkta mikrobiologii molekularnej i immunologii na Brown University w Providence, RI, odkrył, że umiarkowany poziom witaminy A w jelicie hamuje układ odpornościowy system stał się nadaktywny.
Wyniki opublikowane w czasopiśmie Odporność, może mieć znaczący wpływ na choroby autoimmunologiczne, takie jak choroba Leśniowskiego-Crohna.
Witamina A kontroluje odpowiedź immunologiczną
Jak wyjaśniają naukowcy, mikrobiota jelitowa składa się z ponad 100 bilionów bakterii, które dzielą się głównie na gromady Firmicutes i Bacteroidetes.
Korzystając z mysiego modelu mikrobiomu, Vaishnava i zespół odkryli, że te bakterie jelitowe regulują odpowiedź immunologiczną swoich gospodarzy poprzez dostosowanie białka, które aktywuje witaminę A w przewodzie pokarmowym.
Białko to nazywane jest dehydrogenazą retinolu 7 (Rdh7), ponieważ przekształca witaminę A w kwas retinowy, który jest aktywną formą witaminy A.
Ponadto naukowcy odkryli, że bakterie Firmicutes - a dokładniej bakterie należące do rodziny Clostridia - obniżają ekspresję Rdh7. Bakterie Clostridia powodują również, że wątroba gromadzi zwiększoną ilość witaminy A - odkryli naukowcy.
Vaisnava i zespół zaprojektowali genetycznie myszy, którym brakowało Rdh7 w komórkach wyściełających jelita. Te gryzonie miały niedobór kwasu retinowego w tkance jelitowej, a także mniej komórek odpornościowych, które tworzą tak zwaną cząsteczkę IL-22. IL-22 jest cząsteczką sygnalizującą, która kieruje odpowiedzią przeciwbakteryjną układu odpornościowego.
Starszy badacz zwraca również uwagę, że inne elementy układu odpornościowego - takie jak komórki immunoglobuliny A i inne komórki T - pozostały takie same po zubożeniu myszy Rdh7. Oznacza to, że Rdh7 jest kluczem tylko do tego, jak układ odpornościowy reaguje na bakterie.
Nowe terapie chorób autoimmunologicznych
Naukowcy wyjaśniają wpływ swoich badań. Mówią, że zrozumienie interakcji między bakteriami jelitowymi a odpowiedzią immunologiczną może rzucić światło na nowe terapie chorób autoimmunologicznych, takich jak choroby zapalne jelit.
„Wiele z tych chorób przypisuje się zwiększonej odpowiedzi immunologicznej lub aktywacji immunologicznej, ale odkryliśmy nowy sposób, w jaki bakterie w naszych jelitach mogą osłabiać odpowiedź immunologiczną” - mówi Vaishnava.
„Te badania mogą mieć kluczowe znaczenie dla określenia terapii w przypadku chorób autoimmunologicznych, takich jak choroba Leśniowskiego-Crohna lub inne choroby zapalne jelit, a także niedobór witaminy A”.
Shipra Vaishnava
„Rola witaminy A w stanach zapalnych jest zależna od kontekstu i bardzo trudno ją rozdzielić” - dodaje naukowiec. W przyszłości naukowcy planują zbadać, dlaczego supresja Rdh7 jest niezbędna dla odpowiedzi immunologicznej i jak bakterie kontrolują ekspresję genu Rdh7.
„Zmiana poziomu witaminy A i genów metabolicznych witaminy A zbiega się z chorobami zapalnymi jelit, ale nie wiemy, czy sprzyja to stanom zapalnym, czy nie. Mamy nadzieję, że dodanie naszego odkrycia - że bakterie mogą regulować metabolizm witaminy A w jelicie lub magazynowanie - może pomóc wyjaśnić, dlaczego pole widzi to, co widzi ”.
Następnie badacz podkreśla rolę diety i bakterii jelitowych w utrzymaniu zdrowego układu odpornościowego. „Zarówno nasza dieta, jak i bakterie w naszych jelitach są ściśle powiązane w regulowaniu zachowania naszych komórek odpornościowych” - mówi Vaisnava.
„Odkrycie, jakie są te powiązania na poziomie molekularnym, jest ważne, aby dowiedzieć się, w jaki sposób moglibyśmy wykorzystać dietę lub bakterie lub oba razem, aby uzyskać efekt terapeutyczny w chorobach zapalnych lub zakaźnych”.
