Обнаружено, что инженерный пробиотик облегчает симптомы на мышиной модели рассеянного склероза

Эти пробиотики могут помочь людям с аутоиммунными заболеваниями.

Линдси Шапиро, доктор философии | 16 августа 2023 г.

Согласно недавним исследованиям, разработанный в лаборатории пробиотик, состоящий из живых бактерий, колонизирующих кишечник, смог облегчить симптомы заболевания на мышиной модели рассеянного склероза (РС).

Обнаружив, что метаболит лактат может активировать иммунные сигнальные пути, которые помогают обуздать аутоиммунитет, ученые специально создали бактерии, которые высвобождают его.

При дальнейшем исследовании ученые полагают, что эти специализированные пробиотики могут быть полезны для пациентов, страдающих множеством различных аутоиммунных заболеваний, включая рассеянный склероз.

«Инженерные пробиотики могут произвести революцию в способах лечения хронических заболеваний», — заявил в университете Франсиско Кинтана, доктор философии, профессор неврологии Гарварда, член Центра неврологических заболеваний имени Энн Ромни при Бригаме и женской больнице в Бостоне и ведущий автор исследования. новостной сюжет.

«Используя синтетическую биологию, чтобы заставить пробиотические бактерии производить определенные соединения, вызывающие заболевания, мы можем воспользоваться преимуществами пробиотиков и усилить их до максимума», — добавил Кинтана.

Исследование «Лактат ограничивает аутоиммунитет ЦНС путем стабилизации HIF-1α в дендритных клетках» было опубликовано в журнале Nature.

При рассеянном склерозе сверхактивная иммунная система вызывает повреждение здоровых тканей головного и спинного мозга, что приводит к нейродегенерации.

Дендритные клетки (ДК) важны для регуляции иммунной функции, включая активность аутореактивных Т-клеток, которые участвуют в таких заболеваниях, как рассеянный склероз, что делает их потенциальными терапевтическими мишенями.

В этом исследовании ученые из Гарварда определили сигнальный путь в ДК, который в конечном итоге ингибирует самоатакующие Т-клетки. Белок под названием HIF-1-альфа (HIF-1a) имел решающее значение для этого процесса.

Более того, HIF-1a может активироваться лактатом, метаболитом, вырабатываемым в организме, когда пища превращается в энергию, которая выполняет ряд различных биологических функций. Лечение ДК лактатом значительно снижало выработку провоспалительных молекул как в CD, так и в Т-клетках.

«Механизм, который мы обнаружили, подобен тормозу для иммунной системы», — сказал Кинтана. «У большинства из нас она активирована, но у людей с аутоиммунными заболеваниями возникают проблемы с этой тормозной системой, а это означает, что организм не имеет возможности защитить себя от собственной иммунной системы».

Далее ученые искали способ терапевтической активации этой защитной системы.

Микробиом кишечника — совокупность бактерий, грибов и вирусов, населяющих желудочно-кишечный тракт, — может оказывать значительное влияние как на иммунную систему, так и на функцию мозга, что заставляет исследователей полагать, что таргетные пробиотики могут быть многообещающим подходом.

Наиболее доступные пробиотики представляют собой смеси бактерий, которые обычно считаются полезными для организма. Хотя эти пробиотики показали противовоспалительное действие, команде нужен был пробиотик с более специфической функцией.

Поэтому они модифицировали бактерию под названием Escherichia coli, заставив ее производить лактат, в надежде, что она будет стимулировать антиаутоиммунные функции ДК.

Разработанные пробиотики могут произвести революцию в способах лечения хронических заболеваний.

На мышиной модели рассеянного склероза лечение пробиотиком облегчило клинические признаки заболевания и уменьшило количество провоспалительных Т-клеток в мозге и кишечнике.

Примечательно, что эти преимущества для мозга наблюдались, хотя бактерии жили в основном в кишечнике и не обнаруживались в кровотоке.

Дополнительные эксперименты показали, что пробиотик, вероятно, активирует защитные сигнальные пути в ДК кишечника, в свою очередь влияя на прямую связь между клетками кишечника и мозга — взаимосвязь, которая стала известна в последние годы.

«За последние десятилетия мы узнали, что кишечные микробы оказывают значительное влияние на центральную нервную систему [головной и спинной мозг]», — сказал Кинтана. «Одна из причин, по которой мы сосредоточили внимание на рассеянном склерозе в этом исследовании, заключалась в том, чтобы определить, можем ли мы использовать этот эффект при лечении аутоиммунных заболеваний головного мозга. Результаты показывают, что мы можем».