Состав кишечных бактерий имеет решающее значение для восстановления количества нейтрофилов в крови мышей после лечения, такого как трансплантация стволовых клеток или химиотерапия.
Лейкоциты, или гранулоциты, являются клетками врожденной иммунной системы. Наиболее распространенным типом гранулоцитов являются нейтрофилы, фагоциты, уничтожающие микробы в организме. Низкое количество нейтрофилов в крови называется нейтропенией ; это состояние обычно наблюдается в случаях лейкемии или после химиотерапии. Известно, что нейтропения индуцирует гранулопоэз, процесс образования гранулоцитов. Однако точные механизмы, с помощью которых нейтропения стимулирует гранулопоэз, до конца не изучены.
Группа исследователей во главе с доцентом Дайго Хашимото и профессором Таканори Тешима с медицинского факультета Университета Хоккайдо обнаружила, что кишечный микробиом играет решающую роль в управлении гранулопоэзом на моделях мышей. Их выводы были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences .
Процесс увеличения гранулопоэза выше гомеостатического уровня можно разделить на экстренный гранулопоэз, обусловленный присутствием бактерий, и реактивный гранулопоэз, при котором гранулопоэз увеличивается в отсутствие активных микробных инфекций. Было известно, что реактивный гранулопоэз возникает после нейтропении, вызванной трансплантацией гемопоэтических стволовых клеток (ТСК) или химиотерапией рака. Команда хотела понять механизмы, с помощью которых нейтропения запускает реактивный гранулопоэз в этих двух сценариях.
Команда индуцировала длительную нейтропению у мышей и наблюдала уровни цитокинов, клеточных сигнальных молекул, которые, как известно, связаны с гранулопоэзом. Они обнаружили, что два цитокина были значительно повышены: гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (G-CSF) и интерлейкин 17A (IL-17A). Они показали, что IL-17A имеет решающее значение для восстановления нейтрофилов. Они подтвердили, что Т-клетки являются основным источником IL-17A.
Они были заинтересованы в изучении того, влияет ли микробиом кишечника на гранулопоэз, основываясь на других исследованиях, которые предполагали, что микробиом кишечника и гемопоэз костного мозга могут влиять друг на друга. Они обнаружили, что микробиом кишечника активирует реактивный гранулопоэз посредством IL-17A, секретируемого Т-клетками, а также обнаружили, что длительная нейтропения изменяет микробиом кишечника . Они определили, что именно это изменение в составе микробиома усиливает реактивный гранулопоэз.
Это исследование продемонстрировало, что изменения кишечного микробиома, вызванные нейтропенией, стимулируют реактивный гранулопоэз в костном мозге через IL-17A, секретируемый Т-клетками, способствуя восстановлению нейтрофилов. Будущая работа будет сосредоточена на клинических испытаниях , чтобы проверить, обнаружены ли эти перекрестные помехи у людей; другие возможности включают разработку антибиотиков, которые оставляют нетронутыми бактерии, поддерживающие гранулопоэз.
