Кишечные бактерии учат иммунитет создавать новые антитела

Чтобы В-лимфоциты могли производить как можно больше разнообразных видов антител, им нужна кишечная микрофлора. Желудочно-кишечные бактерии каким-то образом стимулируют молекулярные процессы монтажа генов иммуноглобулинов, вследствие чего и достигается огромное разнообразие антител.

С каким бы патогеном ни столкнулся иммунитет, ему всё равно удастся сделать антитела, в точности подходящие для чужеродных молекул. Происходит это благодаря удивительной способности В-клеток (которые как раз и заняты производством антител) к перетасовке части генов, кодирующих иммуноглобулины. Участки, распознающие другие молекулы, у этих белков складываются из нескольких сегментов, и монтаж последних на уровне ДНК, называемый V(D)J-рекомбинацией, даёт великое разнообразие антител — более 100 млн разновидностей. Есть из чего выбирать!

Долгое время считалось, что перестройка генов иммуноглобулинов, эта самая V(D)J-рекомбинация, происходит в костном мозге и селезёнке — по крайней мере у людей и мышей. Однако исследователи из Медицинской школы Гарварда (США) под руководством Фредерика Альта (Frederick Alt) обнаружили, ещё одно место, где это происходит, — кишечник. И что самое любопытное, в перепрограммировании В-клеток активнейшее участие принимают симбиотические бактерии, живущие в кишечнике.

Набор антител, которые могут создать В-лимфоциты, зависит от кишечной микрофлоры. (Фото Dr. Stanley Flegler)

То, что рекомбинация, приводящая к появлению новых антител, происходит в кишечнике, не новость: это можно наблюдать, например, у кур, овец или кроликов. Однако на сей раз учёные обнаружили незрелые В-клетки в соединительнотканной собственной пластинке кишечного эпителия мышей, а до сих пор считалось, что здесь обитают только зрелые В-клетки, готовые отреагировать на патогены, старающиеся прорваться из кишечника в кровь.

Эти незрелые В-клетки не производили антител, но, как оказалось, в них активно шёл процесс подготовки к их производству — та самая V(D)J-рекомбинация. Однако при этом, как пишут авторы работы в Nature, иммунные клетки из кишечника заметно отличались от иммунных клеток, которые созревали в костном мозге. То есть «кишечные» иммунные клетки испытывали на себе влияние какого-то специфического местного фактора.

Тогда исследователи взяли мышей, которые были лишены кишечной микрофлоры, и некоторых из них подселили к обычным мышам, чтобы те «заразили» стерильных. После чего сравнили интенсивность перестройки генов иммуноглобулинов и обнаружили, что у мышей, которые получили микрофлору, эта перестройка идёт гораздо оживлённее. Причина, очевидно, была в каком-то взаимодействии между незрелыми В-клетками и кишечными бактериями.

Однако даже в костном мозге и селезёнке у мышей с микрофлорой рекомбинация генов антител шла интенсивнее по сравнению с животными, у которых бактерий в кишечнике не было. То есть влияние микрофлоры на иммунитет не ограничивалось лишь кишечным «департаментом».

Незрелые В-клетки были обнаружены также и в кишечнике человека, так что, скорее всего, аналогичные процессы происходят и у нас с вами. И это, конечно, ещё один пример в пользу того, насколько важна для нас кишечная микрофлора (речь, разумеется, не только о пищеварении).

В дальнейшем учёным, правда, предстоит выполнить колоссальную работу, чтобы выяснить, что за сигналы посылают бактерии В-клеткам, какие именно виды бактерии тут особенно важны, имеет ли значение возраст индивидуума... Вполне возможно, что, влияя на этот воспитательный процесс, проводимый кишечными бактериями с В-клетками, можно добиться большей иммунной эффективности в борьбе с другими, злонамеренными бактериями.

Подготовлено по материалам Медицинской школы Гарвардского университета.