Американський мікробіолог: від важкої форми коронавірусу рятує сильна імунна відповідь
Бактерії у нашому кишечнику можуть викликати ефективну імунну відповідь проти вірусів, які не тільки заражають кишечник, як-от норовірус і ротавірус, але й легкі, такі як вірус грипу.
Корисна мікрофлора кишечника робить це, наказуючи спеціалізованим імунним клітинам виробляти сильнодійні антивірусні білки, які знищують вірусні інфекції. І тіло людини, у якої немає цих корисних кишкових бактерій, не матиме такої сильної імунної реакції на вторгнення вірусів. Унаслідок, інфекція може розвиватися непомітно, негативно позначаючись на здоров’ї.
Як повідомляє Тhe conversation, латиноамериканський учений вивчає взаємодію між харчуванням, мікробіомом й імунітетом. Він наголошує на важливості ефективнішої політики щодо покращення доступу до здорової їжі, що призводить до здоровішого мікробіома. Хоча якісне харчування може і не запобігти зараженню SARS-CoV-2, воно може лікувати захворювання, що призводять до важкого перебігу захворювання.
Я мікробіолог і мене цікавить, як бактерії впливають на здоров’я людини. Важливим напрямом моїх досліджень є з’ясування того, як доброчинні бактерії, що населяють наш кишечник, борються з хворобами й інфекціями.
Моя остання робота присвячена зв’язку між конкретним мікробом і тяжкістю COVID-19 у пацієнтів. У підсумку хочу з’ясувати, як розвинути мікрофлору кишечника за допомогою відповідних продуктів, аби викликати сильну імунну відповідь — не тільки для SARS-CoV-2, а й для всіх патогенів, – каже вчений.
Наш імунний захист є частиною складної біологічної реакції на шкідливі патогени, такі як віруси або бактерії. Однак, оскільки наші тіла населені трильйонами загалом корисних бактерій, вірусів і грибів, активація нашої імунної реакції жорстко регулюється, щоб розрізняти шкідливі й корисні мікроби.
Наші бактерії — чудові помічники, які старанно допомагають імунній системі боротися з інфекціями. Фундаментальні дослідження показали, що миші, які одержували антибіотики, що знищують бактерії у кишечнику, мають ослаблену імунну відповідь. У цих тварин була низька кількість білих кров’яних тілець, що борються з вірусом, слабка відповідь антитіл і погане вироблення білка, який життєво важливий для боротьби з вірусною інфекцією і модулювання імунної відповіді.
В іншому дослідженні мишей годували бактеріями Lactobacillus, які зазвичай використовують як пробіотик у ферментованій їжі. Ці мікроби зменшили тяжкість інфекції грипу. Миші, що отримували Lactobacillus, які не худнули, і у них було мінімальне ураження легень проти мишей, які не отримували цих бактерій. Точно так само інші дослідження виявили, що лікування мишей Lactobacillus захищає від різних підтипів вірусу грипу і респіраторно-синцитіального вірусу людини — основної причини вірусного бронхіоліту і пневмонії у дітей.
У пацієнтів із хронічними захворюваннями, зокрема діабетом другого типу, ожирінням і серцево-судинними захворюваннями, — гіперактивна імунна система, яка не може розпізнати нешкідливий стимул і пов’язана зі зміненою мікрофлорою кишечника.
Під час цих хронічних захворювань у мікрофлорі кишечника відсутні бактерії, які активують імунні клітини, що блокують реакцію на нешкідливі бактерії у нашому кишечнику. Така зміна мікрофлори кишечника також спостерігається у дітей, що з’явилися на світ за допомогою кесаревого розтину, у літніх людей, та у людей, які погано харчуються.
У США 117 млн. осіб — приблизно половина дорослого населення — страждають діабетом другого типу, ожирінням, серцево-судинними захворюваннями або і тим, й іншим. Це свідчить про те, що у половини дорослих американців усередині ціла армія несправного мікробіома.
Дослідження у лабораторії зосереджені на виявленні кишкових бактерій, які мають вирішальне значення для створення збалансованої імунної системи, яка бореться з небезпечними для життя бактеріальними і вірусними інфекціями, зберігаючи корисні бактерії всередині й на нас.
З огляду на те, що дієта впливає на різноманітність бактерій у кишечнику, лабораторні дослідження демонструють, як дієту можна використовувати для терапії для хронічних захворювань. Використовуючи різні продукти харчування, люди можуть змінити мікрофлору кишечника на ту, яка посилить здорову імунну реакцію.
У частини пацієнтів, інфікованих SARS-CoV-2, вірусом, що викликає COVID-19, виникають серйозні ускладнення, які вимагають реанімації. Що спільного у багатьох з цих пацієнтів? Літній вік і хронічні захворювання, пов’язані з харчуванням, як-от ожиріння, діабет другого типу і серцево-судинні захворювання.
Пандемія COVID-19 надихнула мене на зміщення дослідження у бік вивчення ролі мікрофлори кишечника в надмірно агресивній імунній реакції на інфекцію SARS-CoV-2.
Ми з колегами припустили, що тяжко хворі на SARS-CoV-2 пацієнти з такими станами, як-от ожиріння, діабет другого типу і серцево-судинні захворювання, мають змінену мікрофлору кишечника, яка посилює гострий респіраторний дистрес-синдром.
Вважається, що гострий респіраторний дистрес-синдром — це синдром, що загрожує життю ураженням легень, у пацієнтів із SARS-CoV-2, розвивається внаслідок смертельного передозування імунної реакції, яку називають цитокіновим штормом, що викликає неконтрольований потік імунних клітин у легені. У цих пацієнтів їхні власні неконтрольовані запальні імунні реакції, а не сам вірус, викликають важкі ушкодження легень і відмову багатьох органів, які призводять до смерті.
Кілька досліджень, описаних в одному недавньому огляді, виявили змінену мікрофлору кишечника у пацієнтів із COVID-19. Деякі компанії, зокрема Seres Therapeutics, 4d Pharma PLC, Evelo Biosciences, VEDANTA bioscience, і Finch Therapeutics, нещодавно привернули увагу інвесторів своєю роботою з лікування захворювань, зокрема раку, депресії і запальних захворювань кишечника.
Для вирішення цього питання мої колеги і я набрали COVID-19 госпіталізованих пацієнтів із важкими і помірними симптомами. Ми зібрали проби калу і слини, щоб визначити, чи можуть бактерії у кишечнику й оральному мікробіомі передбачити важкий перебіг COVID-19. Ідентифікація маркерів мікробіома, які можуть передбачити клінічні результати захворювання на COVID-19, є основним фактором, що допомагає приділяти пріоритетну увагу пацієнтам, які потребують нагального лікування.
Ми показали в документі, який ще не пройшов рецензування, що склад кишкової мікрофлори є найсильнішим провісником рівня тяжкості COVID-19, порівнюючи з клінічними характеристиками пацієнта, які зазвичай використовують для цього. Зокрема, ми визначили, що наявність у калі бактерії Enterococcus faecalis було надійним провісником серйозності COVID-19. Не дивно, адже Enterococcus faecalis пов’язані з хронічним запаленням.
Enterococcus faecalis, зібрані з фекалій, можуть вирощуватися поза тілом у клінічних лабораторіях. Отже, тест Е. faecalis може бути маловитратними, швидким і відносно легким способом виявлення пацієнтів, які, ймовірно, мають потребу в більшому догляді і терапевтичному втручанні, щоб підвищити їх шанси на виживання.
Але з перших із них поки не зрозуміло, який внесок вносить змінений мікробіом в імунну реакцію на інфекцію SARS-CoV-2. Нещодавнє дослідження показало, що інфекція SARS-CoV-2 викликає дисбаланс в імунних клітинах, які називаються Т-регуляторними клітинами, що мають вирішальне значення для імунного балансу.
Бактерії кишкової мікрофлори відповідають за належну активацію цих Т-регуляторних клітин. Таким чином, дослідники, подібні до мене, мають брати повторні зразки калу, слини і крові пацієнта протягом тривалішого часу, щоб дізнатися, як змінений мікробіом, який спостерігається у пацієнтів з COVID-19, може модулювати серйозність захворювання, можливо, змінюючи розвиток T- регуляторних клітин.
Читайте також:
