Ученые выяснили, что кишечные бактерии помогают бороться с гриппом
Международная группа ученых из Университета ИТМО, вуза-участника Проекта повышения конкурентоспособности ведущих российских университетов среди ведущих мировых научно-образовательных центров (Проект 5-100) и Университета Вашингтона в Сент-Луисе экспериментально доказала, что кишечная микробиота влияет на формирование иммунного ответа организма при заражении вирусом гриппа. Метаболиты, которые образуются в результате деятельности кишечных бактерий, стимулируют выработку интерферона - белка, который подавляет размножение вируса. Результаты работы были опубликованы в престижном научном журнале Science.
Разные люди по-разному реагируют на заражение вирусом гриппа. Ранее считалось, что иммунный ответ зависит только от генетических факторов, от условий внешней среды проживания человека, которые влияют, в свою очередь, на химические реакции и процессы внутри самого организма. Однако исследование международной группы ученых из США и России показало, что продукты жизнедеятельности бактерий, которые живут в кишечнике человека, также играют роль.
Ученые показали, что микробиота влияет не только на функционирование и здоровье пищеварительной системы, но и на иммунную реакцию организма при остром инфекционном заболевании, поражающем дыхательную систему. В частности, метаболит дезаминотирозин (desaminotyrosine - DAT) способствует выработке интерферона, - белка, препятствующего размножению вируса. Благодаря ему в зараженной клетке запускаются химические реакции, которые способны приостановить белковый синтез в целом. Кроме того, интерферон активирует процессы по выработке вирусных антигенов и других соединений, участвующих в иммунном ответе.
Для того, чтобы доказать роль микробиоты и механизмы регуляции иммунного ответа на грипп через выработку интерферона, исследователи провели ряд экспериментов на мышах. Было известно, что стерильные мыши без микробиоты быстрее и в большем количестве погибают от гриппа. Чтобы выяснить, какие бактерии способствуют защите от вируса, ученые проверили 86 метаболитов - продуктов деятельности бактерий на способность к стимуляции клеток на выработку интерферона. В результате было найдено 11 таких метаболитов, и самым биологически релевантным был DAT - продукт деградации растительных веществ флавоноидов. Учеными были также определены типы бактерий, ответственные за выработку метаболита.
"Для верификации полученных результатов были взяты обычные мыши, стерильные мыши и мыши, неспособные к выработке интерферона, - поясняет один из авторов статьи, магистрант Университета ИТМО Екатерина Эсаулова. - Они получали метаболит с питьевой водой за 7 дней до возникновения инфекции и 14 дней в течение болезни. В соответствии с предыдущими результатами, стерильные мыши показали большую смертность в сравнении с обычными мышами. В обоих типах мышей смерть от вируса и потеря веса была значительно меньше у мышей, получающих DAT. И в соответствии с нашей гипотезой о том, что DAT защищает от вируса гриппа через усиление выработки интерферона, - DAT не имел эффекта у мышей, неспособных к его выработке".
Опыты показали, что для извлечения пользы из эффекта DAT в борьбе против вируса необходимо, чтобы метаболит уже присутствовал в организме в достаточном количестве на начало болезни. Так, мыши, которым вводили DAT два дня спустя после заражения гриппом, справлялись с болезнью хуже, чем мыши, которые вообще его не получали или получали до заражения. Таким образом, увеличение количества метаболитов во время самой инфекции не влияет на ход болезни. Для того чтобы метаболит повлиял на иммунную систему, необходимо, чтобы он уже присутствовал в организме на начало вирусной инфекции.
"По предварительным данным, DAT участвует не в индукции, а в амплификации интерферона. Также по предварительным данным, при присутствии патогена в организме, DAT участвует в усилении реакции иммунной системы на патоген. Открытие того, что уже присутствующие колонии в человеческой микробиоте защищают организм от гриппа, может сыграть роль в понимании гетерогенного ответа на инфекцию среди людей. Результаты говорят о том, что предварительная колонизация специфичными бактериями и флавоноид-насыщенная диета может быть ключевым компонентом в регуляции иммунного ответа на инфекцию", - отметил еще один автор статьи, научный сотрудник Департамента патологии и иммунологии Университета Дж. Вашингтона Максим Артемов.
