Сочетание бактерий, в норме обитающих в кишечнике, и богатой белками диеты создаёт более толерантную и менее склонную к развитию воспалительных процессов иммунную систему. К такому выводу пришли авторы нового исследования, проведённого на мышах, но дающего надежду людям, страдающим воспалительными заболеваниями кишечника.
Иммунные клетки постоянно «патрулируют» ЖКТ в поисках болезнетворных микробов, которые могли попасть в организм с пищей. При этом количество клеток, провоцирующих развитие воспаления, в норме должно быть соразмерно численности клеток, обеспечивающих толерантность и тем самым защищающих организм от повреждения чувствительных тканей. Если же баланс сдвигается в сторону провоспалительных клеток, могут возникнуть воспалительные заболевания кишечника.
Недавно учёные из Университета Вашингтона в Сент-Луисе (Washington University in St. Louis) обнаружили, что, если в ЖКТ мышей присутствуют определённые бактерии, там появляются и обеспечивающие иммунную толерантность клетки. Кроме того, исследователи выяснили, что эти бактерии нуждаются в аминокислоте триптофане. Последняя необходима как для синтеза белков, так и для появления противовоспалительных иммунных клеток.
«Мы выявили связь между бактериями вида Lactobacillus reuteri, в норме присутствующими в микробиоте кишечника, и развитием популяции клеток, обеспечивающих толерантность, — рассказывает ведущий автор исследования доктор Марко Колонна (Marco Colonna). — Чем больше триптофана было в рационе мышей, тем больше таких клеток появлялось».
Если результаты исследования будут воспроизведены на людях, можно будет утверждать, что сочетание L. reuteri и богатой триптофаном диеты может принести облегчение миллионам людей, страдающим от болей в животе и диареи, симптомов воспалительного заболевания кишечника. Работа была опубликована 3 августа в издании Science.
Постдок Луиза Сервантес-Баррган (Luisa Cervantes-Barragan) занималась изучением иммунных клеток, ответственных за формирование толерантности иммунной системы, когда обнаружила, что у одной группы мышей эти клетки присутствуют, а у другой — нет. С точки зрения генетики принципиальных различий между группами животных не было, а вот выращивали животных по отдельности. Значит, существовали какие-то факторы среды, влияющие на появление этой популяции клеток.
Исследовательница предположила, что дело в составе микробиоты кишечника, совокупности бактерий, вирусов и грибков, населяющих ЖКТ. Затем Сервантес-Баррган и её коллеги секвенировали ДНК, полученную из кишечника животных обеих групп. Учёные обнаружили, что у мышей, у которых формировались «толерантные» иммунные клетки, присутствовали также шесть видов бактерий, которых не было у мышей из другой группы.
Затем исследователи создали стерильные условия и вырастили в них новую группу мышей — это было сделано, чтобы определить, какие именно из шести видов бактерий вовлечены в формирование популяции иммунных клеток. Когда в организм выращенных в стерильной среде мышей были введены бактерии L. reuteri, появились и клетки, изучавшиеся в ходе исследования. К такому же результату привело и введение жидкости, в которой выращивались бактерии — в отсутствие самих бактерий. Оказалось, что появление клеток иммунной системы вызывается продуктом метаболизма триптофана, индол-3-молочной кислотой.
Когда исследователи удвоили содержание триптофана в рационе мышей, численность противовоспалительных иммунных клеток увеличилась на 50%, а когда количество триптофана, напротив, уменьшили наполовину, численность клеток снизилась на 50%.
У людей толерантность иммунитета обеспечивается теми же клетками, что и у мышей. Кроме того, в ЖКТ большинства из нас присутствуют бактерии вида L. reuteri. Неизвестно, сработает ли у людей описанный в новом исследовании метод увеличения численности противовоспалительных иммунных клеток, но уже доказано, что дефекты в связанных с триптофаном генах часто обнаруживаются у людей, страдающих воспалительными заболеваниями кишечника.