Две специфические бактерии, присутствующие вместе в кишечнике, привели к большему количеству иммунных атак на миелин и более резким симптомам на мышиной модели рассеянного склероза (РС).
Эти результаты дополняют существующие доказательства, подтверждающие связь между микробиотой кишечника и рассеянным склерозом, и подчеркивают необходимость рассмотрения потенциальных комбинированных эффектов этих микроорганизмов.
Необходимы дальнейшие исследования, чтобы подтвердить эти данные у пациентов с РС и, возможно, разработать способы лечения этого аутоиммунного заболевания путем воздействия на кишечную микробиоту.
Исследование « Микроорганизмы кишечника действуют вместе, усиливая воспаление спинного мозга », было опубликовано в журнале Nature .
Микробиота кишечника – обширное сообщество дружественных бактерий, грибов и вирусов, колонизирующих желудочно-кишечный тракт, – помогает поддерживать сбалансированную функцию кишечника, защищает от болезнетворных организмов и влияет на иммунную систему хозяина и воспалительные реакции.
Все больше данных указывает на то, что микробиота кишечника является важным фактором развития или тяжести рассеянного склероза, при этом пациенты с рассеянным склерозом демонстрируют дисбаланс микробиоты кишечника в отношении провоспалительных микроорганизмов.
Однако остается неясным, как кишечные микроорганизмы способствуют воспалению и иммунным атакам миелина – защитной оболочки, покрывающей нервные волокна и ошибочно нацеленной при РС – в центральной нервной системе (ЦНС; головной и спинной мозг).
Группа исследователей из Центра интегративных медицинских наук (IMS) RIKEN в Японии пролила свет на эти механизмы и личность потенциальных участников экспериментальной модели РС на мышах с аутоиммунным энцефаломиелитом (EAE).
Хотя ранее было показано, что определенный коктейль из антибиотиков облегчает тяжесть рассеянного склероза в этой модели, команда обнаружила, что ампициллин , один из таких антибиотиков, оказывает аналогичное и значительное ослабляющее действие.
«Мы обнаружили, что лечение ампициллином и только ампициллином избирательно снижает активность Т-клеток, которые атакуют важный белок, называемый гликопротеином миелиновых олигодендроцитов [MOG], который помогает миелину прилипать к нейронам», – сказал Хироши Оно, доктор медицины, старший научный сотрудник исследования. Автор, говорится в пресс-релизе .
Т-клетки – это тип иммунных клеток, которые распознают и стимулируют иммунные ответы против чужеродных молекул. Гиперактивация определенного типа провоспалительных Т-клеток, называемых Th17 , является основным фактором воспаления и атак на миелин при РС. MOG также является основной целью иммунных атак в этой мышиной модели рассеянного склероза.
Лечение этих мышей ампициллином снизило количество Т-клеток и индуцированное MOG производство провоспалительных молекул в тонком кишечнике. Это предполагает, что кишечные микроорганизмы – особенно те, которые в данном случае убиты ампициллином – могут активировать MOG-реактивные Т-клетки в тонкой кишке, которые впоследствии могут атаковать миелин в ЦНС.
Дальнейшие эксперименты по выявлению ответственных микроорганизмов показали , что новый штамм Erysipelotrichaceae семейства бактерий, называемый OTU002, был единственным микроорганизмом почти полностью ликвидирован из тонкой кишки к ампициллину обработанного мышея.
Исследователи отметили, что этот штамм, по-видимому, связан с бактериями, ранее связанными с клетками Th17 и обнаруженными в кишечнике других млекопитающих, включая человека.
Чтобы подтвердить, что OTU002 был виновником, команда исследовала мышей EAE , лишенных микробов, чей тонкий кишечник был колонизирован только OTU002. Эти мыши действительно демонстрировали более тяжелые симптомы рассеянного склероза, имели большее количество клеток Th17 и более сильный иммунный ответ на MOG, чем у полностью свободных от микробов мышей.
«Но была проблема», – сказал Эйдзи Мияучи, первый автор исследования, отметив, что «симптомы у мышей, использующих только OTU002, не были такими серьезными, как у мышей с обычной моделью [EAE]».
Это свидетельствует о том, что другие бактериальные представители кишечной микробиоты также способствовали развитию рассеянного склероза у этих мышей.
Команда выдвинула гипотезу, что некоторые кишечные бактерии могут естественным образом вырабатывать молекулу, подобную MOG, непреднамеренно активируя MOG-реактивные Т-клетки. Ранее сообщалось о таком событии при другом аутоиммунном заболевании.
Результаты секвенирования генома с дробовиком показали, что молекула, продуцируемая бактерией Lactobacillus reuteri, имитирует область MOG, и при тестировании она слабо активировала MOG-реактивные Т-клетки.
Примечательно, что колонизация тонкой кишки только L. reuteri не ухудшала РС у этих мышей, указывая на то, что одной молекулы, подобной MOG, было недостаточно, чтобы повлиять на тяжесть РС.
Однако, когда тонкий кишечник мышей одновременно был колонизирован обеими бактериями – OTU002 и L. reuteri – тяжесть рассеянного склероза значительно увеличилась, что более похоже на то, что происходит в исходной модели мышей с EAE.
«Здесь мы показываем, что два разных сигнала от кишечных микроорганизмов координированно активируют аутореактивные Т-клетки в тонком кишечнике, которые специфически реагируют на гликопротеин олигодендроцитов миелина», – пишут исследователи.
Они предположили, что MOG-подобная молекула L. reuteri непреднамеренно запускает MOG-реактивные клетки Th17, в то время как OTU002 усиливает их рост и активность, связанную с заболеванием.
«Наши данные подчеркивают необходимость рассмотрения синергетического [кумулятивного] воздействия кишечных микробов на аутоиммунные заболевания и дают надежду людям, ищущим эффективное лечение рассеянного склероза», – сказал Мияути.
«Но поскольку кишечные микробы и места связывания Т-клеток на миелине у мышей и людей различаются, сейчас необходимы дальнейшие исследования с использованием человеческих микробов и аутореактивных Т-клеток», – добавил Мияучи.
Будущие исследования также должны будут предоставить прямые доказательства того, что эти «MOG-реактивные Т-клетки тонкого кишечника сами мигрируют в центральную нервную систему», чтобы способствовать развитию и прогрессированию РС, пишут исследователи.
