Чревните бактерии подхранват имунната система – за пациенти с рак разнообразният микробиом може да предпази от опасни усложнения при лечението

<span class=Трансплантациите на стволови клетки включват пълно елиминиране и след това заместване на имунната система на пациент, често чрез трансплантация на костен мозък. xia yuan/Moment чрез Getty Images” src=”https://s.yimg.com/ny/api/res/1.2/JRR8ZhW5JbUZtm2PtwfzwQ–/YXBwaWQ9aGlnaGxhbmRlcjt3PTcwNTtoPTUyOQ–/https://s.yimg.com/uu/api/res/1.2/00ApS74nwRT8CQRUky4UIw–~B/aD0xMDgwO3c9MTQ0MDthcHBpZD15dGFjaHlvbg–/https://media.zenfs.com/en/the_conversation_us_articles_815/85b340267a792a5de6808ebd4fa55a8b” data-src=”https://s.yimg.com/ny/api/res/1.2/JRR8ZhW5JbUZtm2PtwfzwQ–/YXBwaWQ9aGlnaGxhbmRlcjt3PTcwNTtoPTUyOQ–/https://s.yimg.com/uu/api/res/1.2/00ApS74nwRT8CQRUky4UIw–~B/aD0xMDgwO3c9MTQ0MDthcHBpZD15dGFjaHlvbg–/https://media.zenfs.com/en/the_conversation_us_articles_815/85b340267a792a5de6808ebd4fa55a8b”/>
Трансплантациите на стволови клетки включват пълно елиминиране и след това заместване на имунната система на пациент, често чрез трансплантация на костен мозък. xia yuan/Moment чрез Getty Images

Едно обещаващо лечение за пациенти с рак на кръвта е трансплантация на стволови клетки. Лекарите напълно елиминират имунната система на пациента, като насочват химиотерапията, радиацията или и двете към костния им мозък, преди да го заменят с имунната система на донора. Тъй като костният мозък произвежда кръв и имунни клетки, пълното заместване на раковия костен мозък със здрави клетки може да помогне на тялото да възстанови функциониращата имунна система и да замени раковите кръвни клетки.

Тази процедура не е без рискове. Ключово усложнение хематолози като мен притеснение за е болест на присадката срещу приемникакъдето имунната система на донора разпознава тялото на пациента като „чуждо“ и започва атака. До 50% от пациентите които получават трансплантация на стволови клетки, развиват болест на присадката срещу приемника.

Една неочаквана част от тялото, която обаче може да играе ключова роля в защитата на трансплантирани пациенти от усложнения, са техните чревни бактерии.

Заедно с моите колеги Хана Андрлова и Марсел ван ден Бринк, аз проучете как съставът на вашия микробиом или микроорганизмите, живеещи в тялото ви, могат да повлияят на ефективността на лечението на рака. Докато предишни проучвания са показали, че нарушаването на разнообразието от организми в микробиома на червата е свързано с по-висок риск от смърт след трансплантация, точните причини за това не са ясни.

В нашата наскоро публикувано проучванение открихме, че чревните бактерии помагат на имунната система да се възстанови след трансплантации на стволови клетки, като подхранват два специални вида имунни клетки, които предпазват от усложнения.

Чревни бактерии и Т клетки

За да изследваме връзката между чревните бактерии и имунната система, първо трябваше да идентифицираме видовете бактерии, присъстващи в даден микробиом. Така че ние секвенирахме всички бактериални гени в пробите от изпражненията на 174 пациенти с трансплантация на стволови клетки. След това взехме кръвни проби от същите пациенти, за да определим кои видове имунни клетки циркулират и как функционират.

Научихме, че разнообразен чревен микробиом след трансплантация е свързан с разширяване на определен тип клетки, наречени MAIT или свързани с лигавицата инвариантни Т клетки. Клетките MAIT са свързани с подобрени резултати от трансплантация като по-нисък риск от заболяване присадка срещу приемник и по-дълго оцеляване и при двете мишки и хората. Установихме, че колкото повече MAIT клетки са имали пациентите в кръвта след трансплантация, толкова по-дълго са оцелели и толкова по-малко са усложненията им. Пациентите с най-високи нива на MAIT клетки са имали най-ниска честота на реакция присадка срещу приемник.

Точният механизъм зад защитните ефекти на MAIT клетките е неясен. Но изследователите знаят, че тези клетки изискват молекули, които идват от процеса на производство рибофлавин или витамин B2, в тялото да се развиват и размножават. Оказва се, че тези производни на рибофлавин се произвеждат от микробите в червата.

Открихме също, че високият брой MAIT клетки е свързан с наличието на друга специална популация от Т клетки, V-делта-2, които също се стимулират от бактериални странични продукти. Нивата на тези клетки над средните също се свързват с по-добро оцеляване и по-малко заболяване присадка срещу гостоприемник при пациенти с трансплантация.

Тези открития предполагат, че една от причините за здравия, разнообразен микробиом е свързани с добри резултати при реципиенти на трансплантирани стволови клетки може да се окаже, че чревните бактерии поддържат развитието на имунни клетки, които предпазват от усложнения при трансплантация като болестта присадка срещу гостоприемник.

Защита срещу усложнения при трансплантация

Следващата ни стъпка беше да разберем как тези специални Т клетки предпазват от усложнения при трансплантация. Взехме кръвни проби от петима пациенти, които имаха голям брой MAIT и V-delta-2 клетки. След това използвахме техника, наречена едноклетъчно РНК секвениране за анализиране на хиляди отделни клетки и изследване на всички потенциални функции, които всеки отделен тип клетка може да има в тялото.

Когато сравнихме клетките MAIT и V-delta-2 на пациенти с трансплантация и здрави хора, нашите открития бяха много изненадващи. Първоначално бяхме предположили, че гените, свързани с възстановяването на тъканите, ще бъдат активни в тези Т-клетки – това би обяснило защо пациентите с голям брой от тези клетки се справят по-добре след такова интензивно лечение, което е толкова трудно за тялото. Вместо това открихме, че тези клетки имат силно изразени гени, участващи във възпалителни процеси с капацитет да индуцират увреждане на клетките – понякога необходимо за борба с инфекциите, когато имунната система на пациента все още се възстановява. Това предполага, че MAIT и V-delta-2 клетките може да предпазват пациентите от усложнения при трансплантация по начини, за които преди това не сме знаели или разбирали.

Възможно е Т-клетките, които се активират от микробиома като MAIT и V-delta-2, да помогнат за намаляване на усложненията при трансплантация чрез убиване на заразени клетки или клетки, участващи в болестта присадка срещу гостоприемник. Въпреки че не сме в състояние да потвърдим тази хипотеза с нашето проучване, бъдещата работа може да помогне на учените да разберат по-добре важните връзки между микробиома, имунната система и успешните трансплантации на стволови клетки при пациенти с рак.

Тази статия е препубликувана от Разговорът, сайт за новини с нестопанска цел, посветен на споделянето на идеи от академични експерти. Написано е от: Кейт Ан Марки, Университет на Вашингтон.

Прочетете още:

Кейт Ан Марки притежава акции и е в консултативния съвет на PostBiotics Plus. Тя получава финансиране от DKMS и Американското дружество по хематология.