Цивилизация
Российские ученые выяснили, как бифидобактерии реагируют на иммунный ответ организма хозяина. При определенных заболеваниях иммунитет человека атакует не только вредоносные микроорганизмы, но и полезных кишечных симбионтов. Авторы работы изучили механизмы, помогающие бифидобактериям выживать и поддерживать нормальную жизнедеятельность. Работа выполнена при поддержке гранта Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), результаты опубликованы в журнале Frontiers in Immunology.
«Точное понимание того, как бифидобактерии адаптируются и выживают в условиях иммунного ответа, позволит отбирать более эффективные штаммы для дальнейшего применения. В частности, мы можем использовать их в разработке пробиотических лекарств для лечения воспалительных заболеваний кишечника», — рассказывает Ксения Климина, руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины ФМБА».
Бифидобактерии – ключевые компоненты микрофлоры кишечника, они попадают в организм человека вместе с материнским молоком. На ранних стадиях постнатального развития, то есть в возрасте до трех лет, бифидобактерии вносят значительный вклад в формирование иммунитета ребенка. В организме взрослого человека бифидобактерии также играют немаловажную роль, способствуя поддержанию здоровья хозяина. Эти микроорганизмы, как и прежде, помогают регулировать иммунитет, подавляют развитие болезнетворных микроорганизмов, а также участвуют в расщеплении сложных сахаров и синтезе витаминов. В случае реакции иммунитета на вредоносные микроорганизмы в кишечнике, то есть во время воспаления (например, при колите), бифидобактерии способны выживать в течение длительного времени и таким образом поддерживать нормальное состояние микрофлоры. В этой ситуации важно понимать, как бифидобактерии адаптируются к реакции иммунитета, чтобы в дальнейшем разрабатывать безопасные для кишечных микроорганизмов противовоспалительные средства.
Ученые Федерального научно-клинического центра физико-химической медицины ФМБА совместно с коллегами из Института общей генетики имени Н. И. Вавилова РАН и Московского физико-технического института изучили реакцию бифидобактерий вида Bifidobacterium longum (они являются одними из наиболее многочисленных в кишечнике) на присутствие в среде провоспалительных, то есть способствующих воспалению веществ. Для этого авторы добавили к колониям микроорганизмов водный раствор цитокинов — небольших пептидов, необходимых для запуска реакции врожденного иммунитета. Иными словами, ученые искусственно смоделировали начальные этапы воспалительного процесса.
Результаты показали, что скорость роста культуры изменилась незначительно, но введенные цитокины повлияли на определенные гены, которые вовлечены в переход клеток в защитную фазу. Получается, что при введении в систему вызывающих воспаление веществ в клетках бифидобактерий запускаются защитные механизмы: замедляется синтез вторичных соединений (веществ, которые синтезируются в микроорганизме, но не участвуют в развитии и репродукции), активируются АВС-транспортеры (белки, перемещающие продукты жизнедеятельности клетки через мембрану), запускается подготовка к возможному восстановлению поврежденных клеточных стенок. Кроме того, исследователи показали рост активности гена, который предположительно регулирует уровень провоспалительных цитокинов в организме хозяина.
Исследователи выдвинули две гипотезы, объясняющие полученный результат. Они предположили, что поведение бактерий B. longum является реакцией на стрессовую ситуацию — так микроорганизмы стремятся поддержать нормальную жизнедеятельность. Кроме этого, ученые предполагают, что эти микроорганизмы за время сосуществования с человеком приобрели иммуномодулирующие свойства — научились подавлять синтез провоспалительных цитокинов, и, следовательно, бороться с неконтролируемым воспалением в организме хозяина.
