Могут ли определенные кишечные бактерии защитить от пищевой аллергии?
Новое исследование подтверждает идею о том, что отсутствие определенных бактерий в кишечнике может вызвать пищевую аллергию - состояние, от которого страдают миллионы людей. Исследование также предполагает, что пополнение запасов основных кишечных бактерий может помочь в лечении пищевой аллергии.
Ученые из детской больницы Бостона и больницы Бригама и женщин, также в Бостоне, Массачусетс, обнаружили, что у младенцев и детей с пищевой аллергией отсутствуют определенные виды кишечных бактерий.
Когда команда передала мышам недостающие бактерии, микробы защитили животных от пищевой аллергии.
Исследователи также составили карту взаимодействия мышиных клеток и бактерий за защитным эффектом.
Они описывают свои выводы в недавнем Природа Медицина бумага.
Предыдущие исследования сделали аналогичные выводы о связи между кишечными бактериями и пищевой аллергией. Однако они не проводили подробный анализ взаимодействий на клеточном уровне.
«Мы определили культивируемые бактерии человеческого происхождения, которые модулируют иммунную систему и становятся толерантными к пищевым аллергенам», - говорит соавтор исследования доктор Линн Брай, директор Массачусетского центра микробиома хозяина в Бригаме и женской больнице.
Полученные данные указывают на новый способ лечения пищевой аллергии, в котором полезные бактерии изменяют структуру иммунной системы. Вместо того, чтобы нацеливаться на какой-либо конкретный пищевой аллерген, этот метод потенциально может лечить все пищевые аллергии за один прием.
Такой подход сильно отличается от пероральной иммунотерапии, цель которой состоит в том, чтобы повысить порог аллергической реакции за счет крошечного, увеличивающегося воздействия соответствующего пищевого аллергена.
«Это кардинально изменит наш подход к лечению пищевой аллергии», - добавляет доктор Брай.
Пищевая аллергия и кишечные бактерии
Аллергия возникает, когда иммунная система человека резко реагирует на вещество, которое обычно не вызывает реакции у других людей.
Аллергическая реакция может варьироваться от легкого раздражения до анафилаксии, тяжелой опасной для жизни иммунной реакции, требующей немедленной медицинской помощи. Пищевая аллергия - одна из тех, которые могут привести к анафилаксии.
Исследование глобальной распространенности пищевой аллергии 2018 года показывает, что, по крайней мере, в западных странах это заболевание поражает около 10% людей, чаще всего среди детей младшего возраста. Есть также свидетельства того, что в развивающихся странах наблюдается рост пищевой аллергии.
Аллергия на коровье молоко и яйца - одна из самых распространенных пищевых аллергий во многих частях мира. Однако характер пищевой аллергии может варьироваться от страны к стране в зависимости от пищевых привычек их населения.
В кишечнике человека или пищеварительном тракте обитают триллионы микроорганизмов, в том числе более 1000 видов бактерий. Эти микробы играют решающую роль в здоровье и болезнях.
Кишечные бактерии могут влиять на биологию своего хозяина множеством способов. Например, они могут взаимодействовать с гормонами, вызывая воспаление. Исследователи также обнаружили связь между дисбалансом кишечных бактерий и работой нервной системы и мозга.
Есть также веские доказательства того, что кишечные микробы работают в тесном сотрудничестве с иммунной системой кишечника и образуют «сложный иммуно-функциональный орган» со своими собственными субпопуляциями иммунных клеток, химических посредников и бактерий.
Любое изменение баланса между кишечными микробами и этими компонентами иммунной системы может вызвать ряд заболеваний и даже способствовать развитию рака и нарушить его лечение.
Как кишечные бактерии могут влиять на пищевую аллергию?
Теория, которая набирает силу среди ученых, заключается в том, что определенные модели образа жизни и ухода в западном мире могут уменьшить возможности для младенцев накапливать полезные кишечные бактерии, которые помогают укреплять иммунную систему кишечника способами, предотвращающими пищевую аллергию.
Эти модели образа жизни включают меньшие семьи, сокращение грудного вскармливания, увеличение числа случаев кесарева сечения и более активное использование антибиотиков.
Чтобы проверить эту идею, команда, стоящая за новым исследованием, начала каждые несколько месяцев собирать образцы кала у младенцев. Используя эти образцы, исследователи сравнили кишечные бактерии 56 младенцев и детей, у которых развилась пищевая аллергия, с бактериями 98 из подходящих людей, у которых этого не было.
Результаты показали, как и предыдущие исследования, что кишечные бактерии людей с пищевой аллергией отличались от таковых у участников без пищевой аллергии. Однако этот результат вызывает вопрос: в какой степени эти различия объясняют пищевую аллергию?
Для следующего этапа исследования команда трансплантировала образцы кишечных микробов от детей с пищевой аллергией и без нее мышам, чувствительным к яйцам.
Исследователи обнаружили, что мыши, получавшие образцы кишечных бактерий от детей без пищевой аллергии, с меньшей вероятностью имели аллергические реакции на яйца, чем мыши, получавшие образцы от детей с пищевой аллергией.
Затем исследователи использовали передовые вычислительные методы для выявления различий между образцами кишечных бактерий у детей с пищевой аллергией и без нее. Благодаря этим мощным инструментам анализ может выделять отдельные виды бактерий и тестировать их в небольших группах.
Путем повторного тестирования бактерий на мышах команда разработала две группы микробов, каждая из которых состоит из пяти или шести человек. Clostridiales или же Bacteroidetes виды кишечных бактерий человека.
Эти конкретные группы бактерий сохраняли устойчивость мышей к аллергии на яйца. Когда команда проверила на мышах группы, содержащие другие виды бактерий, они не защитили их.
Картирование взаимодействий на уровне клеток
На следующем этапе исследования исследователи изучили, что может происходить на клеточном уровне, чтобы вызвать эти эффекты. Опять же, благодаря сложным методам, они смогли увидеть изменения в иммунных взаимодействиях как у людей, так и у мышей.
Они обнаружили, что полезные Clostridiales и Bacteroidetes группы, которые защищали мышей от пищевой аллергии, нацелены на два иммунных пути и запускают специфические Т-клетки в иммунной системе.
Т-клетки, которые запускали полезные бактерии, были регуляторными Т-клетками. Бактерии изменили свое состояние, так что они не вызывали экстремальных иммунных реакций на белок куриных яиц.
Исследователи предупреждают, что, хотя эти результаты кажутся многообещающими, они действительны только для мышей. Теперь необходимы дальнейшие исследования, чтобы воспроизвести результаты на людях.
Некоторые члены команды уже проводят испытания в Бостонской детской больнице, чтобы протестировать метод трансплантации фекалий для лечения взрослых с аллергией на арахис.
Кроме того, ряд частных компаний производят различные бактериальные композиции для клинических испытаний. При таких темпах вполне возможно, что лечение станет доступным примерно через 5 лет.
Похоже, что способность детально изучить взаимодействия между микробами и человеческими клетками открывает возможность «найти лучший терапевтический и лучший диагностический подход к болезни», - комментирует д-р Брай.
«Что касается пищевой аллергии, это дало нам надежное терапевтическое средство, которое теперь мы можем использовать для лечения пациентов».
Доктор Линн Брай
