Истражувањето на микробиомот може да спречи алергии на цревната флора
Несвестица, Каспер; Федосеева, Марија
Симбиотски цревни бактерии влијаат на рамнотежата на имунолошкиот систем: Тие индиректно ги блокираат и имуните клетки кои се одговорни за активирање на алергии.
Од средината на минатиот век преваленцата на алергии постојано се зголемува во западните земји. Околу 30 до 40 проценти од Германците денес страдаат од барем една алергија. Ваквото брзо зголемување за толку краток временски период не може да се припише само на генетски причини. Научниците затоа се обидуваат да ги идентификуваат промените во животната средина (урбанизација) и начинот на живот (работа, слободно време, исхрана) како причина. Покрај тоа, стандардот за хигиена значително се зголеми, со што се намали изложеноста на патогени агенси.
Уште во 1989 година Страхан забележал дека богатите семејства со само деца имаат поголема веројатност да добијат треска од сено. Тој се сомневаше на помал ризик од инфекција и подобрена хигиена како причина и ја претпостави „хипотезата за хигиената“ (1). Интересно, повеќето промени во условите на животната средина, исто така, директно или индиректно влијаат врз човечкиот микробиом.
Студиите за глувци покажаа дека микробиомот има претходно потценето влијание врз развојот на имунолошкиот систем. Особено, цревната флора со илјада различни видови (2) игра одлучувачка улога, бидејќи големата густина на населението и големата површина на мукозната мембрана ги погодуваат интеракциите со имунолошкиот систем. Обично во овој процес се воспоставува некаква динамичка толеранција. Сепак, науката само што започна да разбира како се гради оваа толеранција и како може да влијае на развојот или спречувањето на алергии.
Колонизацијата на цревата започнува уште при раѓање, при што вагиналните и цревните бактерии служат како мајчино инокулум (3). Неколку студии покажуваат дека децата родени со царски рез се изложени на поголем ризик од развој на алергии (4, 5, 6). Првата колонизација на новороденчето по царски рез главно се должи на мајчините кожни бактерии (3), што може да има негативен ефект врз разновидноста на цревната флора (7).
Вистинското влијание на цревната флора е многу тешко да се процени. Во студиите, сепак, зголемената микробна разновидност во цревната флора (модел на глувче) и во околината (деца од фарма) е во корелација со помал ризик од алергиски болести (8, 9). Понатамошните студии покажуваат дека карактеристични промени може да се најдат во цревната флора на атопични деца само неколку месеци по породувањето (10, 11).
Првите неколку месеци по раѓањето се чини дека се критичен временски прозорец за воспоставување на цревната флора и спречување на алергиски болести (5, 12, 13). Имуноглобулинот А содржан во мајчиното млеко исто така игра важна улога, бидејќи штити од инфекции од една страна и го фаворизира составот на цревната флора врз основа на мајчиниот модел од друга страна (14, 15).
Во овој период, третманот со антибиотици може да го избалансира составот на бактериите и да има траен ефект. Според студиите за родени групи, децата третирани со антибиотици имаат поголем ризик од развој на алергии (12, 13).
Овој ефект може да се забележи и во моделот на глушец: третманот со индивидуални антибиотици го менува составот на цревната флора и ја интензивира патологијата кај алергиски респираторни заболувања и алергии на храна (16, 17). Општо, глувците што се чуваат целосно стерилни, покажуваат многу посилни алергиски реакции со поголеми нивоа на IgE и зголемен број на базофилни гранулоцити (8, 18, 19, 20).
Колку резултатите од моделите на глувци можат да се пренесат директно на луѓето, сè уште е нејасно, особено затоа што бактериската флора многу варира од личност до личност и „идеална“ или „здрава“ цревна флора сигурно не постои.
Како се јавува толеранција?
Долго време, парадигмата беше дека бактериите предизвикуваат имунолошки одговор од типот 1 и со тоа се спротивставуваат на проалергискиот имунолошки одговор од типот 2. Сепак, неодамнешните студии покажуваат дека Foxp3 + регулаторните Т-клетки (Tregs) исто така можат да играат посебна улога во инхибицијата на имуните одговори од типот 2. Највисоката фреквенција на Foxp3 + Tregs се наоѓа во ламина проприја на цревата, што ја потенцира важната улога на Tregs во одржувањето на толеранцијата на нашата цревна флора (21, 22).
Foxp3 + Tregs настануваат за време на развојот на Т-клетките во тимусот, но исто така можат да се разликуваат само од наивните Т-помошни клетки во периферните ткива. Овие периферно индуцирани Tregs во цревата можат да препознаат компоненти на цревната флора (23) и се претпоставува дека се исто така одговорни за толеранција на безопасни странски антигени/потенцијални алергени.
Глувците со дефект во диференцијацијата на периферно индуцираниот Tregs развија сè повисоки нивоа на IgE и зголемен број на помошни клетки од типот 2 и соодветната патологија во мукозните мембрани со возраста (24).
Интересно, голем дел од овие периферно индуцирани Tregs исто така го изразуваат фактичкиот про-воспалителен фактор на транскрипција РАР-поврзан рецептор за сирачиња гама t (RORγt) (25-27). Изразувањето на RORγt во Tregs се чини дека е од суштинско значење за нивната функција, бидејќи недостатокот на RORγt изразување во Tregs доведе до зголемена патологија кај различните модели на глуво колитис (26, 27).
Во отсуство на RORγt + Tregs, имуните одговори од типот 2, исто така, веќе не се ефикасно регулирани, што или резултираше со зголемена патологија во моделот на глувци од улцеративен колитис или во поефикасен имунолошки одговор по инфекција со црв паразит (25). Овие откритија се потенцијално важни и за регулирање на алергиските имунолошки одговори и ја потенцираат можната каузална врска помеѓу цревната флора, периферно предизвиканиот Tregs и воспоставувањето на имунолошка толеранција.
Како се индуцираат Трегс?
Постојат првични објаснувања за ова, но тие сè уште не можат директно да се спроведат терапевтски. Сега е познато дека ферментацијата на сложени јаглехидрати доведува до производство на масни киселини со краток ланец (SCFA), кои имаат позитивен ефект врз индукцијата на Tregs (28, 29).
Едно човечко истражување покажа дека децата со атопични заболувања имаат пониско ниво на SCFA во споредба со здравите деца (10).
Во студии на животни, додатоците со SCFA имаа заштитни својства кај моделите на алергиска астма (28, 30). Покрај директната индукција на Трегс (31), заштитните својства на паразитните инфекции може барем делумно да се засноваат на модулација на цревната флора од паразитите кон повисоко производство на SCFA (32).
Покрај овој поопшт принцип, се чини дека има и некои специјалисти за индукција на Tregs или антиинфламаторни Т-клетки: Колонизацијата на цревата со конзорциум на клостридија доведува до поголема фреквенција на цревни Tregs (22) и особено на RORγt + Tregs во моделот на глушец (25) Индивидуалните бактериски компоненти, како што е полисахаридот А од Bacteroides fragilis, исто така може да го промовираат формирањето на Tregs (33, 34).
Трегови за возврат помагаат да се промовира разновидноста на бактериите и на тој начин да се одржи рамнотежата на цревната флора (35). Tregs промовираат формирање, диверзификација и избор на IgA, кој се транспортира во луменот на цревата, се врзува за тамошните бактерии и со тоа влијае на составот на микробиомот (35). Според моменталната состојба на знаење, овој механизам е единствената можност на имунолошкиот систем да влијае на составот на цревната флора на антиген-специфичен начин и на тој начин може да придонесе за стабилизирање на имунолошката толеранција.
- Генерално, има сè поголем доказ дека цревната флора игра важна улога во воспоставувањето на имунолошка толеранција и со тоа спречување на алергии.
- Досега, комплексноста на микробиомот не е соодветно зафатена и може значително да се разликува помеѓу здравите лица.
- Затоа, анализата на локалните имунолошки параметри, врз кои директно влијаат цревните бактерии, може во иднина да се користи како мерка за „непроменет“ микробиом. ▄
Д-р рер. нат Каспер се онесвести
Центар за алергија и животна средина (ЗАУМ),
Технички универзитет во Минхен и Хелмхолц центар Минхен
Конфликт на интереси: Двајцата автори изјавуваат дека нема судир на интереси.