Воздействие кишечных бактерий вызывает у жеребят иммунный ответ, защищающий лёгкие от пневмонии
Пневмония жеребят — одна из ведущих причин заболеваемости и смертности, причём в тяжёлых случаях её чаще всего вызывает бактерия Rhodococcus equi (R. equi).
Исследования показали, что жеребята подвергаются воздействию и могут заразиться R. equi вскоре после рождения.
«Чем моложе жеребёнок, тем он более восприимчив к R. equi, — говорит доктор Анджела Бордин. — Как только появляются симптомы, может быть уже слишком поздно».
В рамках работы по защите жеребят учёные из Лаборатории инфекционных болезней лошадей (EIDL) Техасского университета A&M раскрыли новые сложные взаимодействия между кишечником, лёгкими и иммунной системой.
Их новое исследование, опубликованное в Scientific Reports, может проложить путь к созданию вакцины для жеребят и методов лечения болезней у других видов.
Исследование начинается в желудке
В исследовании учёные стремились выяснить, почему бактерии, введённые в желудок, вызывают иммунный ответ в лёгких через связь между кишечником и лёгкими, называемую «ось кишечник–лёгкие».
«Десятилетия назад исследователи обнаружили, что введение живых R. equi непосредственно в желудки жеребят через зонд для кормления защищало их от развития пневмонии, — говорит Бордин. — Понимание механизмов этой защиты может помочь в создании вакцины».
Для этого исследователи с помощью зонда дали группе жеребят живые бактерии R. equi, а спустя недели проанализировали их клетки крови.
«Мы обнаружили, что определённые типы лейкоцитов претерпели тонкие изменения — эпигенетические модификации, которые изменяют способ включения или выключения генов, не затрагивая их ДНК. Это было неожиданно, потому что эти клетки являются частью врождённого иммунитета и недолговечны, поэтому клетки, демонстрирующие это изменение, не были теми же, что подверглись воздействию R. equi в кишечнике», — объясняет Бордин.
Врождённый иммунитет — это первая линия защиты организма; определённые клетки в этой системе быстро реагируют и пытаются уничтожить «вторгшиеся» микробы. Адаптивный иммунитет — включая антитела и лимфоциты — развивает иммунный ответ с течением времени при встрече с конкретными патогенами.
«Обычно мы не ожидаем, что клетки врождённого иммунитета сохранят изменения спустя недели после воздействия патогена, потому что это задача адаптивной системы, — отмечает Бордин. — Такое устойчивое изменение называется иммунной памятью».
В основе иммунитета — костный мозг
То, что врождённый иммунитет жеребят отреагировал на введение живых бактерий, было неожиданно. Это явление, с которым учёные иногда сталкиваются, называется тренированный иммунитет.
«Мы подозреваем, что изменения, которые мы наблюдали в клетках врождённого иммунитета, начинаются в костном мозге, где находятся стволовые клетки, производящие лейкоциты, — говорит Бордин. — Хотя врождённая система не производит долгоживущие клетки памяти, реагирующие на конкретные патогены, похоже, её можно "натренировать" с помощью эпигенетических модификаций».
Однако то, как патоген в кишечнике стимулирует тренированный ответ в костном мозге, остаётся загадкой, которую изучают исследователи.
«Наша цель — разработать вакцину от пневмонии жеребят, которая будет стимулировать как врождённый, так и адаптивный иммунитет, — подчёркивает Бордин. — Теперь мы считаем, что врождённый иммунитет, и особенно тренированный иммунитет, играет важную роль в защите жеребят, особенно на ранних стадиях воздействия. А лучший врождённый иммунный ответ также помогает сформировать более сильный адаптивный ответ, что вместе защищает жеребят от развития пневмонии».
Помимо помощи жеребятам, Бордин надеется, что изучение «оси кишечник–лёгкие» и её связи с тренированным иммунитетом продвинет методы лечения для многих видов, а не только лошадей.
«Эта связь между кишечником и лёгкими существует у всех видов, — говорит она. — Её понимание поможет улучшить уход и варианты лечения для уязвимых новорождённых и младенцев в целом».