Микробиомът е от основно значение за здравето.
Как тези неинвазивни бактерии комуникират с останалата част от тялото, за да повлияят на физиологията на гостоприемника, не е напълно ясно.
Изследователи от Университетите в Стокхолм, Умео и Гьотеборг, Швеция, са уставили как чревния микробиом е от съществено значение за естествената резистентност към вирусни инфекции.
Те са показали, че освобождаването на мембранните мехурчета от чревния микробиом води до системно доставяне на бактериална ДНК до клетките гостоприемници.
Това задейства цитозолната ос cGAS-STING-IFN-I за откриване на вродена имунна ДНК, като по този начин защитава останалите органи срещу вирусни инфекции.
Изследването е публикувано в сп. Immunity.
Повърхностите на всички многоклетъчни организми са постоянно населени от коменсални бактерии, формиращи микробиома, които влияят на физиологичните процеси на много гостоприемници.
По-голямата част от тях са извънклетъчни бактерии, пребиваващи в червата.
Тези бактерии са жизненоважни за развитието и съзряването на имунната система.
Те също така предпазват от бактериални и гъбични патогени, като ги изпреварват за хранителни вещества или места на прикрепване и също произвеждат антимикробни вещества.
Проучено е влиянието на чревните бактерии върху вирусните инфекции.
За целта са били лекувани лабораторни модели с антибиотици и след това са били заразени с два различни типа вируси – ДНК вирус - херпес симплекс вирус тип 1 (HSV-1) или РНК вирус - вируса на везикуларен стоматит (VSV).
Открито е, че антибиотичното лечение е направило лабораторните модели по-податливи на тези вируси и че това се е дължало на намаляване на базалната експресия на антивирусни имунни молекули, наречени тип I интерферон - IFN-Is, поясняват учените.
Имунната система открива микроорганизмите чрез няколко семейства вродени рецептори.
Те включват локализираните на клетъчната повърхност рецептори - TLRs, които изследват извънклетъчната среда и цитозолните рецептори като циклична GMP-AMP синтаза (cGAS), които предупреждават имунната система за наличието на чужда или увредена ДНК вътре в клетката.
При идентифициране на чужда ДНК, cGAS синтезира цикличен GMP-AMP, който след това продължава сигнализацияга чрез стимулатор на интерферонови гени (STING), за да индуцира експресията на IFN-Is.
За да разберат как микробиомът индуцира базалната експресия на IFN-Is, авторите са анализирали лабораторни модели, при които е имало нарушения в различни вродени имунни механизми.
Те са открили, че индукцията на IFN-Is от микробиома е включвала тонично активиране на пътя cGAS-STING и че това не е изисквало директен контакт бактерия-гостоприемник.
Следователно, лабораторните модели, които са имали нарушения в механизмите, действащи с cGAS-STING, са по-малко реагиращи и са по-податливи на инфекции с HSV-1 и VSV.
Приема се, че вроденото имунно усещане за извънклетъчни микроорганизми се осъществява чрез рецептори на клетъчната повърхност като TLRs, докато активирането на цитозолни имунни рецептори като cGAS се случва само в отговор на инвазивни ДНК вируси, патогенни бактерии или паразити, притежаващи фактори за вирулентност, които им позволяват да нахлуят и да се размножават вътре в клетката.
Констатацията, че вътреклетъчният cGAS-STING път е сензор за извънклетъчни чревни бактерии, е била неочаквана.
Освен това не е било ясно как чревните бактерии, физически отделени от клетките-гостоприемници чрез бариери като слузта и епителния слой на червата, все пак са в състояние да задействат системен отговор на cGAS-STING-IFN-I за защита на органите срещу вируси.
Бактериалните мембранни везикули са малки двуслойни липидни мехурчета, освободени от бактерии и вероятно могат да преминават през тъканта, както и през бариерите на клетъчната мембрана.
Следователно, изследователите считат тези везикули като възможни средства, позволяващи на чревните бактерии да доставят ДНК в отдалечени клетки-гостоприемници, като по този начин медиират системен cGAS-STING-IFN-I отговор.
Всъщност, те са открили, че ДНК съдържащите мембранни везикули от чревния микробиом присъстват в кръвообращението и когато се инкубират с клетки in vitro или се инокулират в лабораторни модели, всъщност такива MV насърчават елиминирането на вирусите.
Това проучване дава яснота за това как чревния микробиом медиира системната имунна модулация.
Изследването подчертава недооценения риск от антибиотиците.
Увреждайки микробиома, антибиотиците могат неблагоприятно да нарушат способността ни да се борим с вирусни инфекции.
Уместно и ценно откритие в настоящите времена на пандемия е, че прекомерната употреба на антибиотици може да изостри вирусните инфекции, подчертават изследователите.
Референции:
https://dx.doi.org/10.1016/j.immuni.2022.04.006
