Биологи связали равновесие микробиома кишечника с воспалительными заболеваниями

Человеческий кишечник — дом для 100 триллионов бактерий, которые миллионы лет совместно эволюционировали с нашей пищеварительной и иммунной системами. Исследование биологов из Калифорнийского технологического института (Caltech) проливает свет на причины воспалительных заболеваний кишечника (IBD) и рака толстой кишки.

Работа опубликована 22 апреля в журнале Cell Host & Microbe.

Дисбаланс и болезнь

Было выдвинуто предположение, что равновесие между потенциально вредными и потенциально полезными бактериями в кишечнике определяет здоровье или болезнь. Нарушение этого баланса (дисбиоз) из-за изменений в диете, стресса или приёма антибиотиков изменяет иммунный ответ в кишечнике. Дисбиоз связывают с IBD, раком толстой кишки, ожирением и диабетом.

Изучение «патобионта»

Для исследования учёные использовали бактерию Helicobacter hepaticus. Она не является ни явным патогеном, ни полезным симбионтом. У здорового организма она может безвредно существовать в кишечнике всю жизнь, но вызывает симптомы, подобные IBD, у мышей с ослабленным иммунитетом. Авторы ввели термин «патобионт» для описания такого уникального образа жизни.

Эксперимент с системой секреции

Исследователи предположили, что эффект от присутствия бактерии определяется её способностью «общаться» с иммунной системой хозяина. Для проверки они генетически инактивировали её систему секреции — набор белков, действующих как биологическая «игла и шприц» для доставки бактериальных молекул в клетки хозяина.

Результаты оказались неожиданными:

1. Популяция H. hepaticus резко увеличилась, что привело к дисбиозу.
2. Иммунная система хозяина усилила свою активность, что проявилось в воспалении — реакции организма на инфекцию или повреждение.

«Сделка» между бактерией и хозяином

По словам учёных, бактерии, по-видимому, заключили с хозяином «сделку»: они поддерживают свою численность на низком уровне, чтобы не перегружать иммунную систему, а та, в ответ, оставляет их в покое. Система секреции нужна бактериям, чтобы перевести хозяина в режим «не атаковать».

Когда это молекулярное общение нарушается, баланс рушится. «Воспаление ведёт к раку, и эта бактерия ассоциирована с воспалением и раком толстой кишки у животных», — отмечают авторы. Понимание того, вызывает ли дисбиоз болезнь у людей, может привести к терапии, основанной на восстановлении здорового микробного баланса в кишечнике.