Бретт Финлей - Иммунитет к старению. Как использовать бактерии внутри и снаружи тела для здоровья и долголетия

Хотя в литературе можно найти много обзоров и комментариев о потенциальной роли микробиоты в реакциях на вакцины, фактических исследований было проведено очень мало. Исследование макак показало, что у обезьян, которые лучше реагировали на вакцины, была стабильная и более разнообразная кишечная микробиота. Небольшое исследование на людях показало, что ответные реакции на вакцины были лучше у людей с развитыми сообществами разнообразных кишечных микробов. Учитывая способность микробов настраивать иммунную систему, весьма вероятно, что микробиота влияет на эффект вакцины. Мы надеемся, что в будущем сможем использовать микробов для получения положительных реакций на вакцины.

За последнее десятилетие мы поняли, что микробы оказывают сильное влияние на формирование приобретенной иммунной системы. Вот что интересно: теперь есть, по крайней мере, три случая, которые идентифицируют определенных микробов или их продукты как критически важные для формирования иммунной системы. Это говорит о том, что в будущем мы сможем использовать эти знания, чтобы попытаться сформировать иммунные ответы.

Первый серьезный скачок в наших знаниях о влиянии микробов на Т-клетки произошел в 2005 году, когда доктора Саркис Мазманян и Деннис Каспер показали, что распространенный кишечный микроб Bacteroides fragilis (B. Fragilis) может восстанавливать соотношение Т-клеток. B. Fragilis влияет на соотношение сбалансированных элементов иммунной системы (так называемый баланс Th1 /Th2), что имеет решающее значение для нормального иммунного ответа. У стерильных животных увеличивается количество Th2-клеток (которые усиливают аллергические реакции), и благодаря колонизации этих животных B. Fragilis соотношение Т-клеток становится нормальным. Еще более удивительно то, что одна из поверхностных молекул микроба, капсульный полисахарид, называемый полисахаридом A (PSA), – сахар на внешней стороне бактерии – может сам восстанавливать баланс Т-клеток. Когда исследователи колонизировали мышей B. Fragilis без PSA, им не удалось восстановить дефект Т-клеток Отсюда следует, что одна эта молекула может правильно сбалансировать иммунную систему. Нам известно, что PSA запускает процесс производства IL-10 (интерлейкин 10) – одного из важнейших противовоспалительных цитокинов, которые снимают чрезмерную воспалительную реакцию. Например, PSA может защитить от экспериментального колита, заболевания, сходного с ВЗК, путем уменьшения воспаления кишечника посредством реакции Т-клеток. Эти выводы стали результатом изменения парадигмы иммунологии, поскольку они идентифицировали определенный микроб и молекулу, которую он производит, влияющую на функции Т-клеток. Так была обнаружена первая связь между микробами и приобретенной иммунной системой.

Около 2006 года в этой области произошел еще один шаг вперед, о котором мы говорили с доктором Дэном Литтманом, профессором молекулярной иммунологии на кафедре патологии и кафедре микробиологии Нью-Йоркского университета. Все случилось, когда постдокторант в лаборатории доктора Литтмана, Ивайло Иванов, изучал недавно обнаруженные клетки Th17. Выяснилось, что эти клетки играют решающую роль в развитии воспаления, особенно при аутоиммунных заболеваниях. Они участвуют в иммунном ответе и составляют от 30 до 40 % Т-клеток в кишечнике. У стерильных животных отсутствовали клетки Th17 (одновременно в трех группах), и никто не знал, что может вызвать их образование.

У Иванова было предчувствие, что микробы могут влиять на клетки Th17, так как эти клетки особенно распространены в кишечнике. Чтобы проверить свою гипотезу, он лечил своих мышей различными антибиотиками и успешно продемонстрировал, что антибиотики могут влиять на уровень Th17-клеток. Разные антибиотики производили разные эффекты, указывая на то, что в эти процессы вовлечен определенный микроб или группа микробов.

Доктор Литтман рассказал, что тогда Иванов сделал еще одно удивительное и совершенно случайное открытие: «Он заметил, что генетически идентичные мыши от двух разных стандартных поставщиков мышей имели очень разные концентрации этих клеток. Разница была в пять-десять раз! Иванов также показал, что, если мышей от одного поставщика содержать вместе с мышами другого, концентрация клеток Th17 изменялась (помните, что мыши копрофаги и обмениваются микробами при поедании фекалий друг друга). Это открытие имело далекоидущие последствия для иммунологов. До этого времени у ученых было обычной практикой заказывать специальную генно-мутированную мышь («нокаутированную мышь») у одного поставщика, а комплементарный штамм без мутации («родительский» штамм) – у другого поставщика, предполагая, что они будут идентичны, за исключением мутации гена мыши. Ученые могли даже сравнивать недавно прибывших специальных мышей с обычными мышами, которые жили в лаборатории в течение многих лет. Предположение Иванова побудило иммунологов разместить мышей в общих клетках, чтобы нормализовать их микробиоту и признать, что микробиом оказывает серьезное влияние на иммунную систему. Его открытие также поставило под сомнение пятьдесят лет развития иммунологии, которая развивалась на основе наблюдений за иммунитетом мыши.