С каждым кусочком пищи, который мы съедаем, наша кишечная иммунная система должна принять важное решение. Эти исключительно чувствительные клетки, призванные защищать нас от чужеродных патогенов, каким-то образом отличают друзей от врагов — уничтожая захватчиков, но при этом терпимо относясь к пище и полезным бактериям. То, как кишечник отделяет хорошее от плохого, давно озадачивает ученых.

Теперь новое исследование определяет определенные типы клеток кишечника, которые взаимодействуют с Т-клетками, побуждая их терпеть, атаковать или просто игнорировать, и объясняет, как запускаются эти противоположные реакции. Результаты, опубликованные в Science , дают ученым новое понимание того, как иммунная система кишечника поддерживает баланс кишечника, и в конечном итоге могут пролить свет на основные причины и механизмы пищевых аллергий и кишечных заболеваний.

«Главный вопрос в том, как мы выживаем, питаясь?» — говорит ведущий автор Мария CC Канессо, научный сотрудник в лабораториях Даниэля Мусиды и Габриэля Д. Викторы. «Почему наши тела обычно переносят пищу, и что идет не так, когда у нас развивается пищевая аллергия?»

Интуитивные решения

Иммунная система кишечника — сложный механизм. Толерантность к пище начинается с антигенпрезентирующих клеток, или АПК, которые дают команду Т-клеткам отступить. Этот сигнал дает начало pTregs, особому типу Т-клеток, которые успокаивают иммунный ответ на частицы пищи и запускают каскад активности с участием дополнительных иммунных клеток, которые усиливают сообщение. Но не зная, какие именно АПК правят бал, трудно разобраться во всех тонкостях возможной толерантности организма к пище и непереносимости патогенов.

«Существует так много типов антигенпрезентирующих клеток, — говорит Канессо. — Определение того, какие из них что делают, — давняя техническая задача».

Она начала изучать эту загадку, будучи аспиранткой в ​​лаборатории Mucida, которая фокусируется на том, как кишечник уравновешивает защиту с толерантностью. Во время своей постдокторской работы Канессо также присоединилась к лаборатории Victora, которая разработала технологию, известную как LIPSTIC, которая помогает ученым каталогизировать взаимодействия между клетками, особенно среди иммунных клеток.

« Технологические достижения лаборатории Виктора позволили нам понять динамику иммунных клеток, что было бы невозможно с использованием существующих инструментов», — говорит Мусида, руководитель лаборатории иммунологии слизистых оболочек.

После оптимизации LIPSTIC для этой задачи Канессо и его коллеги преуспели в выявлении тех АПК, которые способствуют толерантности — процесс, в первую очередь осуществляемый двумя типами: cDC1 и Rorγt+ АПК. Эти клетки захватывают пищевые антигены из съеденной пищи и представляют их Т-клеткам, что приводит к образованию pTreg, которые обеспечивают пищевую толерантность.

«Когда мы впервые разработали LIPSTIC, мы стремились специально измерить взаимодействия между В- и Т-клетками, которые способствуют выработке антител на вакцины», — говорит Виктора, руководитель Лаборатории динамики лимфоцитов. «К чести Марии, она смогла адаптировать это к условиям, столь отличающимся от тех, для которых оно изначально предназначалось».

Они также раскрыли, как инфекции кишечника могут вызывать помехи, продемонстрировав на мышах, что паразитический червь Strongyloides venezuelensis смещает баланс от АПК, способствующих толерантности, к тем, которые способствуют воспалению. Действительно, мыши, инфицированные этим червем во время первого воздействия диетического белка, демонстрируют сниженную толерантность к этому белку и признаки аллергии при его провокации.

Наконец, команда охарактеризовала молекулярные сигналы, лежащие в основе этих иммунных сдвигов, идентифицировав ключевые цитокины и пути, которые влияют на то, как АПК представляют антигены и модулируют иммунные ответы. Например, инфекция вызвала всплеск провоспалительных цитокинов, таких как ИЛ-6 и ИЛ-12, которые, как было показано, подталкивают активность АПК к воспалительным результатам. Эта воспалительная среда, по-видимому, переопределяет механизмы толерантности иммунной системы.

«Заражение червями вызывает расширение нетолерогенных АПК, которые помогают бороться с инфекцией, превосходя по численности АПК, связанные с толерантностью», — говорит Канессо.

От еды к пищевым аллергиям

В совокупности полученные данные проливают свет на то, как иммунная система поддерживает пищевую толерантность, а в случае паразитарных инфекций выявляют конкретные иммунные механизмы, которые могут дать сбой.

«Важно отметить, что наши выводы не предполагают, что глистные инфекции вызывают пищевую аллергию», — поясняет Мусида, руководитель Лаборатории иммунологии слизистых оболочек. «Они снижают механизмы толерантности, в то время как иммунный ответ фокусируется на борьбе с глистами».

Хотя эти результаты не имеют прямого отношения к пищевой аллергии, они закладывают основу для дальнейшего изучения пищевой непереносимости. «Если пищевая аллергия возникает из-за нарушения регуляции кишечных АПК, вызывающих толерантность и защитные реакции на инфекции, возможно, однажды мы сможем модулировать эти АПК специально для предотвращения пищевой аллергии», — говорит Канессо.

Далее Канессо планирует переключить свое внимание на ранний период жизни, исследуя, как взаимодействие матери и новорожденного формирует пищевую непереносимость. «Большинство аллергий развиваются в раннем возрасте», — говорит она. «Я хочу сосредоточиться на том, как грудное молоко и воздействие пищевых антигенов на мать могут влиять на иммунную систему ребенка, потенциально формируя риск развития у него пищевой аллергии».