Человеческий микробиом — это триллионы крошечных бактерий, которые живут внутри и на поверхности наших тел. Роль микробиома в жизни человека до некоторых пор была сильно недооценена, однако с каждым новым исследованием ученые приходят к выводу, что бактерии оказывают сильное влияние на самочувствие каждого конкретного индивидуума. Но наше совместное существование с этими организмами — сложное и многогранное, и ученые предполагают, что даже незначительные изменения в этих отношениях могут привести к большим проблемам с нашим здоровьем.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Cell Host & Microbe, исследователи из Медицинского центра Университета Рочестера обнаружили, что нарушение редкой группы клеток в тонком кишечнике позволяет кишечным бактериям вторгаться в стенки кишки и продуцировать сильное воспаление. Исследование проводилось на мышах, и его результаты могут быть полезны для лечения воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК) — группы расстройств, характеризующихся хроническим воспалением органов пищеварительного тракта.
Сохранение нашего кишечника в хорошей форме требует взаимодействия нескольких кишечных клеток с бактериями их окружающих. Клетки Панета играют важную роль в антибактериальной защите тонкого кишечника; они синтезируют противомикробные соединения и помогают формировать оболочку органа.
Предыдущие исследования показывают, что изменения или мутации в клетках Панета связаны с повышенным воспалением, в том числе у людей с болезнью Крона (БК). Однако, до недавних пор ученые не понимали, как именно мутированные клетки Панета повлияли на развитие воспалительного процесса.
Ученые во главе с Felix O. Yarovinsky нашли ответ в процессе, называемом аутофагия, который помогает клеткам избавляться от нежелательных или потенциально опасных внутренних клеточных компонентов. Его команда искусственно отключила аутофагию в клетках Панета у мышей, а затем подвергла животных стрессору — паразиту под названием Toxoplasma gondii. «Выключенная» функция аутофагии привела к нарушению барьера между тонкой кишкой и кишечными бактериями; бактерии вторглись в структуру органа и вызвали сильную инфекцию и воспаление.
Клетки Панета подобны хранителям кишечника, а аутофагия походит на их доспехи. Когда мы сняли броню, клетки Панета не смогли контролировать кишечные бактерии, они стали «дикими», что и привело к воспалительному процессу.
Felix O. Yarovinsky, доцент Центра биологии и иммунологии вакцин и кафедры микробиологии и иммунологии Медицинского центра Университета Рочестера
Ученые предполагают, что нормальная аутофагия в клетках Панета необходима для регулирования бактерий в кишечнике, поддержания их в состоянии покоя и предотвращения проникновения кишечных бактерий в ткань органа. Панетовые клетки составляют всего 2% от всех клеток в кишечнике, и тот факт, что ограничение аутофагии в этих клетках приводит к большим проблемам, являлось для всех исследователей весьма неожиданным результатом.
Ученые знают, что бактерии кишечника играют определенную роль в развитии ВЗК, в том числе болезни Крона и язвенного колита (НЯК). Текущее исследование указывает на клетки Панета как на ключевые регуляторы взаимодействия между хозяином и кишечными бактериями. В будущем эти данные могут помочь в разработке более персонализированных методов лечения воспалительных заболеваний кишечника.
