Согласно новому доклиническому исследованию ученых из Weill Cornell Medicine, определенная группа грибов, обитающих в кишечнике, может защищать от повреждений кишечника и влиять на социальное поведение. Полученные данные дополняют растущий объем работ по выявлению «оси кишечник-иммунитет-мозг», сигнальной системы, которая может иметь широкий спектр эффектов на физиологию как в норме, так и при болезни, на которую влияют не только собственные клетки организма, но и резидентные клетки, микробы.
Исследование, опубликованное 16 февраля в журнале Cell , раскрывает новый набор молекулярных сигналов, соединяющих грибы в кишечнике с клетками их хозяина по всему телу, включая иммунные клетки и нейроны.
«Мы установили прямую связь между основным иммунным путем, индуцированным грибками в слизистой оболочке кишечника, и сигналами в нервной системе, влияющими на поведение животных», — сказал старший автор доктор Илиян Илиев, доцент кафедры иммунологии в области медицины. доктор гастроэнтерологии и гепатологии и член Института исследований воспалительных заболеваний кишечника Джилл Робертс в Weill Cornell Medicine.
доктора Дилек Колак, Мелани Джонсилла и Меган Аллен из Weill Cornell Medicine и доктор Ронда К. Янтис из Weill Cornell Medicine и NewYork-Presbyterian также внесли свой вклад в это исследование.
Выстилка кишечника должна уравновешивать противоречивые потребности, поглощая воду и питательные вещества из пищи, выступая в качестве барьера, предотвращающего проникновение огромного количества кишечных микробов в кровоток. Изучая эту систему на мышиной модели , ученые нанесли на карту расположение различных грибов в кишечнике и обнаружили, что уникальный консорциум грибов имеет тенденцию накапливаться в определенных местах рядом с эпителием или слизистой оболочкой кишечника, предполагая, что эти виды колонизировали кишечник и тесно взаимодействуют с соседними эпителиальными клетками.
Мыши, несущие некоторые из этих грибов, лучше защищены от событий, которые могут нарушить кишечный барьер, таких как повреждение кишечника и бактериальная инфекция. «Было усиление этих барьерных функций, когда мы добавляли это специфическое грибковое сообщество к мышам», — сказал доктор Илиев.
Улучшение целостности кишечного барьера было не единственным эффектом грибков. В отдельных экспериментах команда обнаружила, что мыши, несущие грибковое сообщество в кишечнике, демонстрировали более социальное поведение , чем животные без этих грибов.
Оба эффекта, по-видимому, связаны с собственными Т-клетками животных, типом иммунных клеток. Грибы заставляют Т-клетки секретировать два иммунных сигнальных белка, цитокины IL-22 и IL-17. Индуцированный грибами ИЛ-22 действует локально в эпителии, усиливая его барьерную функцию, в то время как ИЛ-17 поступает в кровоток и в конечном итоге достигает нейронов, которые имеют для него рецепторы. Мыши, у которых в нейронах отсутствует рецептор IL-17, не проявляют социальных эффектов грибковой колонизации.
«Существует эта гармония — своего рода общение между различными типами организмов», — сказал доктор Илиев.
Теперь следователи надеются продолжить изучение этой коммуникационной сети. «Мы пытаемся глубже проникнуть в механизмы этого взаимодействия, изучая сигналы, которые задействованы на уровне нейронов в различных областях мозга», — сказала ведущий автор доктор Ирина Леонарди, преподаватель иммунологии в медицине в лаборатории доктора Илиева. в Исследовательском институте Джилл Робертс при ВЗК.
Одна заманчивая возможность заключается в том, что разные микробные сообщества в кишечнике могут стимулировать разные области мозга и иммунную систему, оказывая различное влияние на биологию своих хозяев.
«Это открывает совершенно новую область для изучения», — сказал д-р Илиев.
