Odporność bierze się z brzucha. Wiadomo, co dokładnie robią bakterie

Chyba dla nikogo nie jest już tajemnicą, że sprawne funkcjonowanie układu odpornościowego wiąże się z mikrobiomem i generalnie zdrowiem jelit. Skąd komórki jelita "wiedzą", że doszło do ataku i trzeba działać? Ostrzegają je dobre bakterie. Mechanizm jest stosunkowo prosty i niezawodny, jeśli tylko masz dość sygnalizatorów.

Od dawna było wiadomo, że "coś" w naszych jelitach analizuje skład metabolitów wytwarzanych przez bakterie je zamieszkujące i aktywizuje układ odpornościowy.

Naukowcy z Uniwersytetu w Osace skupili się na poszukiwaniu receptorów, które byłby zdolne do analizy składu metabolitów, czyli związków organicznych i nieorganicznych produkowanych przez komórki bakteryjne. Na tej podstawie miałyby pobudzać naszą odporność - czynić ją zmobilizowaną na wypadek ataku intruzów: bakterii, wirusów, a nawet rozwoju niektórych komórek nowotworowych.

Wygląda na to, że kluczowy jest jeden receptor zwany zwany GPR31. Te ustalenia mogą okazać się niezwykle pomocne przy tworzeniu skutecznych leków zwalczających infekcje jelitowe.

 Wyniki analiz, które powstały we współpracy z Uniwersytetem Kalifornijskim opublikowano w "Proceedings of the National Academy of Sciences" 21 października 2024 roku.

Odporność z jelit - samo białko to za mało

Uczeni wiedzieli od dawna, że grupa białek w naszym ciele, znana jako receptory sprzężone z białkiem G (GPCR), może wykrywać metabolity mikrobiomu i wyzwalać prawidłową odpowiedź immunologiczną przy wszelkich zagrożeniach. Nie było jednak jasne, które substancje wytwarzane przez bakterie powodują te reakcje i jak dokładnie przebiega proces aktywizacji.

Wciąż nie wiemy na pewno, jak wygląda cały mechanizm. Niewątpliwie jego ważnym elementem jest jednak receptor GPR31. To on uruchamia do pracy jelitowe komórki odpornościowe, a dokładniej komórki dendrytyczne typu 1 (cDC1s). 

Komórki te zlokalizowane w jelicie krętym mogą aktywować limfocyty T. To kluczowi gracze w układzie odpornościowym, bo mogą skutecznie niszczyć bakterie chorobotwórcze, wirusy, a nawet niektóre komórki rakowe.

Dobre bakterie i wystające dendryty

Komórki dendrytowe mają charakterystyczne wypustki zwane filopodiami, które pozwalają im wchodzić w interakcje z otoczeniem w obecności pirogronianu, substancji wspierającej funkcjonowanie wielu układów i biorącej udział w syntezie wielu ważnych związków chemicznych.

Wypustki pełnią rolę "badaczy otoczenia", ale "chowały się", gdy brakowało receptora GPR31.

Mogliśmy zaobserwować pod mikroskopem, że dendryty u ludzi reagowały na metabolity; dendryty wystawały, gdy GPR31 był aktywowany i cofały się, gdy hamowaliśmy GPR31

- relacjonuje główny autor badania, immunolog Eri Oguro-Igashira.

Metabolitem, który aktywizował cały mechanizm, okazał się pirogronian wywarzany przez dobre bakterie jelitowe ze szkodliwego (i neutralizowanego przez bakterie) mleczanu.

Dendryty pozwalały komórkom odpornościowym pobierać próbki z jelit w poszukiwaniu obcych substancji. Kiedy znajdowały coś niebezpiecznego, aktywowały komórki odpornościowe, takie jak limfocyty T.

Zobacz galerię 6 zdjęć

Bakterie jelitowe i odporność - co wynika z badania

W obecności pirogronianu i GPR31 komórki odpornościowe były skuteczniejsze w wykrywaniu intruzów, choćby bakterii E. coli i aktywowały limfocyty T.

Badanie jest pierwszym, które pokazuje, że GPR31 odgrywa kluczową rolę w odpowiedzi immunologicznej na infekcje jelitowe u ludzi, a proces ten jest wspierany przez metabolity wytwarzane przez pożyteczne bakterie jelitowe.

Wyniki badań mogą być pomocne przy opracowywaniu nowych leków i szczepionek chroniących błonę śluzową. Probiotyki, które wytwarzają pirogronian, mogą również pomóc wzmocnić naszą odpowiedź immunologiczną na infekcje jelitowe

- podsumowuje współautor badania prof. Kiyoshi Takeda. 

Eliza Dolecka