Микрофлора кишечника контролирует иммунитет печени

Ученые обнаружили связь между бактериями в кишечнике и противоопухолевыми иммунными ответами в печени. Их исследование, опубликованное в научном журнале Science, возглавлялось сотрудниками Центра исследований рака (CCR) в Национальном институте рака (NCI).

Результаты исследования показали, что бактерии, обнаруженные в кишечнике мышей, влияют на противоопухолевую функцию печени. Полученные результаты имеют значение для понимания механизмов, которые приводят к раку печени, и терапевтических подходов к их лечению.

Актуальность проблемы

«Если вводить лабораторным мышам антибиотики и тем самым снижать количество определенных бактерий в кишечнике, можно изменить состав иммунных клеток печени, влияя на рост опухоли в печени», — сказал Тим Гретен (Tim Greten), научный сотрудник института, который возглавлял исследование. «Это отличный пример того, как то, что мы узнаем из фундаментальных исследований, может дать нам представление о раке и возможных методах лечения».

Микробиом — это совокупность бактерий и других микроорганизмов, которые живут в организме или на нем. У людей наибольшая доля общего микробиома в организме находится в кишечнике. Несмотря на обширные исследования взаимосвязи между микробиомом кишки и раком, роль кишечных бактерий в образовании рака печени остается плохо изученной.

Материалы и методы обследования

Чтобы выяснить, влияют ли бактерии кишечника на развитие опухолей в печени, Доктор Гретен и его сотрудники провели серию экспериментов с мышами. Они использовали три модели рака печени мышей и обнаружили, что, когда они снижали количество кишечных бактерий, используя «коктейль» антибиотиков, у мышей, которым вводили антибиотик, реже развивались опухоли печени и уменьшались случаи метастазов в печень.

Результаты научной работы

Затем исследователи изучили иммунные клетки в печени, чтобы понять, как количественное уменьшение кишечных бактерий подавляет рост опухоли в печени мышей, обработанных антибиотиками. Антибиотикотерапия увеличивала количество типа иммунной клетки, называемой NKT-клетками в печени мышей. Дальнейшие эксперименты показали, что снижение роста опухоли печени, вызванной антибиотикотерапией, зависело от этих NKT-клеток. Затем они обнаружили, что накопление NKT-клеток в печени было вызвано экспрессией белка, называемого CXCL16, который выстилает внутренний слой капилляров печени.

«Мы спросили себя, почему у мышей, получавших антибиотики, больше клеток CXCL16 в этих эндотелиальных клетках?» — сказал доктор Гретен. «Мы обнаружили, что желчные кислоты могут контролировать экспрессию CXCL16. Затем мы продолжили исследования и обнаружили, что если лечить в дальнейшем мышей желчными кислотами, можно фактически изменить количество NKT-клеток в печени и тем самым число опухолей в печени».

Желчные кислоты образуются в печени и помогают разрушать жиры во время пищеварения.

Наконец, исследователи обнаружили, что один бактериальный вид Clostridium scindens контролирует метаболизм желчных кислот в кишечнике мышей и, в конечном счете, экспрессию CXCL16, накопление NKT-клеток и рост опухоли в печени.

Доктор Гретен объяснил, что, хотя многие исследования показали связь между бактериями кишечника и иммунным ответом, это исследование имеет большое значение, поскольку оно определяет не только корреляцию, но и полный механизм того, как бактерии влияют на иммунный ответ в печени. В том же исследовании ученые обнаружили, что желчные кислоты также контролируют экспрессию белка CXCL16 в печени человека и утверждали, что, хотя эти результаты являются предварительными, тем не менее новый механизм, описанный в этом исследовании, потенциально может применяться к больным раком.

Выводы

В этой научной работе описываются основные результаты исследований. Фундаментальные исследования повышают наше понимание поведения человека и биологии, что является основополагающим для продвижения новых и лучших способов профилактики, диагностики и лечения заболеваний. Наука — это непредсказуемый и постепенный процесс. Каждое новое исследование строится на прошлых открытиях, зачастую неожиданными способами. Большинство клинических достижений было бы невозможно без знаний фундаментальных исследований.

Авторы другого исследования утверждают, что томатный соус помогает улучшить активность пробиотиков в кишечнике.

Литература

Thomas Longerich, et al. Gut microbiome–mediated bile acid metabolism regulates liver cancer via NKT cells. // Science, 2018; 360 (6391): eaan5931 DOI: 10.1126/science.aan5931