Мікробіом — чи справді імунітет живе в кишківнику?

Мета дослідження: Усе більше визнають, що поживні речовини з раціону та кишкова мікробіота взаємно регулюють і налаштовують одне одного, а отже, впливають на здоров’я організму-господаря та хвороби, зумовлені імунними механізмами. У цій статті ми систематично розглядаємо сучасне розуміння зв’язку між поживними речовинами в раціоні та взаємодією кишкової мікробіоти з імунною системою господаря, наголошуючи на тому, як ця вісь може впливати на імунітет господаря за здоров’я та хвороб.

Результати: Усе більше визнають, що поживні речовини з раціону та кишкова мікробіота взаємно регулюють і налаштовують одне одного, а отже, впливають на здоров’я організму-господаря та хвороби, зумовлені імунними механізмами. У цій статті ми систематично розглядаємо сучасне розуміння зв’язку між поживними речовинами в раціоні та взаємодією кишкової мікробіоти з імунною системою господаря, наголошуючи на тому, як ця вісь може впливати на імунітет господаря за здоров’я та хвороб. Особливо важливо те, що ми підкреслюємо: втручання в раціон, спрямовані на кишкову мікробіоту, можна використовувати для координації широкого спектра хвороб, пов’язаних з імунітетом.

Мета дослідження: Окрім індукованого в кістковому мозку (КМ) і периферичній крові тренованого імунітету після парентеральної вакцинації або інфекції, дані свідчать, що місцева запальна реакція після контакту зі слизовою оболонкою може спричинити формування вродженої імунної пам’яті в тканинах слизової. Однак поки неясно, чи виникає вроджена імунна пам’ять у тканинах слизової внаслідок інтеграції імунологічних сигналів, що виникли віддалено після парентеральної вакцинації або інфекції.

Результати: Тут ми показуємо, що підшкірна вакцинація Bacillus Calmette-Guérin (БЦЖ) може індукувати альвеолярні макрофаги (АМ) пам’яті та тренований імунітет у легенях. Хоча парентеральна вакцинація БЦЖ формує тренований імунітет у попередниках клітин кісткового мозку та циркулюючих моноцитах, індукція АМ пам’яті не залежить від циркулюючих моноцитів. Натомість парентеральна вакцинація БЦЖ через поширення мікобактерій спричиняє залежні від часу зміни кишкового мікробіому, бар’єрної функції та мікробних метаболітів, а згодом — зміни метаболітів у крові та легенях, що призводить до індукції макрофагів пам’яті й тренованого імунітету в легенях. Ці дані виявляють шлях розвитку вродженої імунної пам’яті в віддалених тканинах слизової за посередництва кишкової мікробіоти та мають значення для розробки вакцин нового покоління проти респіраторних збудників.

Мета дослідження: Раціон впливає на кишковий мікробіом, який, своєю чергою, може впливати на імунну систему. Тут ми визначили, як два втручання в раціон, спрямовані на мікробіоту, — рослинна клітковина та ферментовані продукти — впливають на мікробіом та імунну систему здорових дорослих.

Результати: Хоча показник цитокінової відповіді (основний результат) не змінився, три окремі траєкторії імунної відповіді у споживачів великої кількості клітковини відповідали початковому різноманіттю мікробіоти. Натомість раціон із великою кількістю ферментованих продуктів поступово збільшував різноманітність мікробіоти та знижував запальні маркери. Дані свідчать, що поєднання дієтичних втручань із поглибленим і тривалим профілюванням імунітету та мікробіому може дати індивідуальне й загальнопопуляційне уявлення. Ферментовані продукти можуть бути корисними для протидії зменшенню різноманітності мікробіому та посиленню запалення, поширеним у промислово розвинених суспільствах.

Мета дослідження: Нові дані свідчать про центральну роль мікробіому в імунітеті. Однак причинно-наслідкових доказів у людей поки мало.

Результати: Попри зменшення кількості кишкових бактерій у 10 000 разів і тривале зниження різноманітності бактерій, відповіді антитіл істотно не змінилися. Однак у другому дослідженні серед учасників із низькими попередніми титрами антитіл істотно погіршилися нейтралізація, специфічна до H1N1, та відповіді зв’язувальних IgG1 і IgA. Крім того, в обох дослідженнях лікування антибіотиками призвело до (1) посилення запальних ознак (зокрема експресії AP-1/NR4A), раніше помічених у літніх людей, і підвищення активації дендритних клітин; (2) відмінностей у метаболічних траєкторіях, зокрема зниження рівня вторинних жовчних кислот у сироватці крові в 1 000 разів, що тісно корелювало із сигнальним шляхом AP-1/NR4A та активацією інфламасом. Інтеграція багатошарових даних виявила значущі зв’язки між видами бактерій і метаболічними фенотипами, підкреслюючи ключову роль мікробіому в регуляції імунітету людини.

Мета дослідження: Інфекційні хвороби та інфекції залишаються однією з головних причин смерті в країнах із низьким рівнем доходу та значною загрозою для вразливих груп, зокрема немовлят і літніх людей. Імунна система відіграє ключову роль у сприйнятливості до цих інфекцій, їх збереженні та усуненні.

Результати: Окрім місцевих імунних реакцій слизової оболонки кишківника, дедалі більше визнають, що кишковий мікробіом також впливає на системний імунітет. Лікарі дедалі активніше використовують нові знання про складну взаємодію імунної системи, кишкового мікробіому та патогенів людини. Уже добре відомий вплив харчування на склад кишкової мікробіоти та імунну систему пояснює, як харчування може сприяти поліпшенню здоров’я. У цьому огляді описано механізми підтримання складного балансу між мікробіотою, здоров’ям кишківника, місцевою імунною відповіддю та системним імунітетом, а також їхній зв’язок з інфекційними хворобами впродовж життя. Також розглянуто вплив харчування на профілактику та лікування інфекційних хвороб.

Мета дослідження: Шлунково-кишковий тракт (ШКТ) вважають найбільшим імунологічним органом організму, який відіграє центральну роль у регуляції імунного гомеостазу. Всупереч попереднім уявленням, кишковий епітеліальний бар’єр — це не статичний фізичний бар’єр, а структура, що активно взаємодіє з кишковим мікробіомом та клітинами імунної системи.

Результати: Ця інтенсивна комунікація між епітеліальними клітинами, імунними клітинами та мікробіомом формує специфічні імунні відповіді на антигени, урівноважуючи толерантність та ефекторні імунні функції. Нові дослідження свідчать, що склад кишкового мікробіому впливає на розвиток імунної системи та регулює імунні медіатори, які, своєю чергою, впливають на кишковий бар’єр. Крім того, дисбіоз може сприяти порушенню кишкового бар’єра та бути пов’язаним із підвищеною схильністю до певних хвороб. У цьому огляді основну увагу приділено розвитку кишкового бар’єра та його функції в імунному захисті організму-господаря, а також тому, як склад кишкового мікробіому впродовж життя може впливати на цю функцію.

Мета дослідження: Кишковий мікробіом є сигнальним центром, який поєднує зовнішні чинники, такі як раціон, із генетичними та імунними сигналами, впливаючи на обмін речовин, імунітет і реакцію організму-господаря на інфекції. Кровотворні та некровотворні клітини вродженої імунної системи стратегічно розташовані на межі взаємодії організму-господаря з мікробіомом.

Результати: Кишковий мікробіом є сигнальним центром, який поєднує зовнішні чинники, такі як раціон, із генетичними та імунними сигналами, впливаючи на обмін речовин, імунітет і реакцію організму-господаря на інфекції. Кровотворні та некровотворні клітини вродженої імунної системи стратегічно розташовані на межі взаємодії організму-господаря з мікробіомом. Ці клітини здатні розпізнавати мікроорганізми або продукти їхнього обміну й перетворювати сигнали на фізіологічні реакції організму-господаря та регуляцію мікробної екології. Порушення комунікації між вродженою імунною системою та кишковою мікробіотою може сприяти розвитку складних захворювань.

Мета дослідження: Показано, що кишкова мікробіота — найбільша симбіотична екосистема організму-господаря — відіграє важливу роль у підтриманні кишкового гомеостазу. Дисбіоз кишкового мікробіому спричиняється порушенням рівноваги між коменсальною та патогенною мікробіотою.

Результати: Імунна система слизової оболонки кишківника, що складається з лімфатичних вузлів, власної пластинки слизової та епітеліальних клітин, утворює захисний бар’єр, який підтримує цілісність кишкового тракту. Склад кишкової мікробіоти перебуває під контролем нормальної імунної системи слизової оболонки. Запалення, спричинене аномальними імунними реакціями, впливає на рівновагу кишкового мікробіому, що призводить до захворювань кишківника. У цьому огляді ми коротко описали взаємодію кишкової мікробіоти та імунної системи й надали довідкову інформацію для майбутніх досліджень.

Мета дослідження: Кишкова мікробіота стала відомим важливим регулятором імунних відповідей організму-господаря, а дедалі більше доказів свідчить, що вона відіграє роль у формуванні імунітету, викликаного вакцинацією. Хоча вакцинація залишається життєво важливою для профілактики інфекційних хвороб, індивідуальні відмінності у відповіді на вакцини й далі становлять проблему.

Результати: Чинники, що змінюють склад мікробіоти, зокрема антибіотики, раціон, а також добавки пребіотиків чи пробіотиків, можуть впливати на відповідь на вакцини, що підкреслює динамічний зв’язок кишківника з імунною системою. Експериментальні моделі також підтверджують ці спостереження: у тварин, вирощених без мікробів або лікованих антибіотиками, відповіді були слабшими, а після втручань на основі мікроорганізмів — сильнішими. Ці дані також свідчать, що кишкову мікробіоту можна використовувати для підвищення ефективності вакцин. У майбутніх дослідженнях слід вивчити потенціал стратегій, спрямованих на мікробіоту, для оптимізації ефективності вакцин, особливо серед людей з ослабленим імунітетом.

Мета дослідження: Малярія щороку залишається серйозною загрозою для понад половини населення світу. Оскільки немає довготривалої ефективної вакцини, а стійкість до протималярійних препаратів зростає, потрібні інноваційні способи лікування Plasmodium.

Результати: Оскільки немає довготривалої ефективної вакцини, а стійкість до протималярійних препаратів зростає, потрібні інноваційні способи лікування Plasmodium. Нові дані вказують на роль складу кишкової мікробіоти у тяжкості інфекції Plasmodium як у дослідженнях на тваринних моделях, так і в дослідженнях на людях. Додаткові дані показали, що кишкова мікробіота впливає на адаптивну імунну відповідь організму-господаря — ту частину імунної системи, яка необхідна для усунення Plasmodium, тривалого імунітету до Plasmodium та ефективності вакцин. У сукупності це свідчить про майбутній потенціал зміни кишкової мікробіоти як нового способу запобігання тяжкій малярії.