Микрофлора, антибиотики и сахарный диабет 1 типа

ЗДОРОВАЯ КИШЕЧНАЯ МИКРОФЛОРА МОДУЛИРУЕТ ИММУНИТЕТ ХОЗЯИНА, ЗАЩИЩАЯ ЕГО ОТ АУТОИММУННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

ВОЗДЕЙСТВИЕ АНТИБИОТИКОВ НА КИШЕЧНУЮ МИКРОФЛОРУ В РАННЕМ ВОЗРАСТЕ ПОВЫШАЕТ РИСК РАЗВИТИЯ САХАРНОГО ДИАБЕТА 1 ТИПА

Кишечные бактерии могут изменять защитные эффекты гена, который предотвращает сахарный диабет 1 типа

Прим. ред.: Все больше и больше проводится исследований, доказывающих необходимость минимизации применения антибиотиков у беременных женщин и новорожденных младенцев, а также обосновывающих важность проведения иммуномодулирующей терапии, направленной на развитие и поддержание баланса здоровой кишечной микрофлоры. Все это позволяет снизить риски развития аллергических и др. аутоиммунных заболеваний, к которым в т.ч. относится сахарный диабет 1 типа. Диабет 1 типа – это заболевание, которым страдают миллионы людей на планете. Он характеризуется дисфункцией инсулин-продуцирующих клеток поджелудочной железы, что приводит к опасному накоплению сахара в организме, которое в дальнейшем серьезно влияет на сердце, почки, глаза и мозг и т.д.

Как оказалось, бактерии кишечника могут изменять защитные свойства гена, который ограждает от развития диабета 1 типа и других аутоиммунных заболеваний. Этот ген проявляет свои защитные функции, взаимодействуя с кишечной микрофлорой.

ОБ ИССЛЕДОВАНИИ

Эксперименты, проведенные группой ученых из Гарвардской Медицинской Школы, опубликованные 21 августа 2017 г. в трудах Национальной Академии наук США (PNAS), показывают, что, несмотря на мощные функции защитного гена, у мышей, принимавших антибиотики сразу после рождения или выросших в стерильной среде развилось сильное воспаление поджелудочной железы, что является явным предвестником сахарного диабета 1 типа (СД1). Следует отметить, что СД1 относится к аутоиммунным заболеваниям.

Прим.: Аутоиммунные заболевания — это класс разнородных по клиническим проявлениям заболеваний, развивающихся вследствие патологической выработки аутоиммунных антител или размножения аутоагрессивных клонов киллерных клеток против здоровых, нормальных тканей организма, приводящих к повреждению и разрушению нормальных тканей и к развитию аутоиммунного воспаления. Иными словами, аутоиммунные заболевания – это болезни человека, которые проявляются как последствие слишком высокой активности иммунной системы организма относительно его же собственных клеток. Иммунная система в норме должна быть достаточно разборчива, чтобы отличать собственные ткани и органы от чужеродных и оградить их от "дружественной атаки" - ошибочной реакции, известной как аутоиммунитет. 

В новом исследовании американские учёные подвергали мышей, рожденных с защитным геном, воздействию антибиотиков в период их раннего развития, что привело к потере генетической защиты и вызвало риск диабета 1 типа. В связи с этим (применительно к здоровью человека) ученые особо подчеркивают важность отказа от антибактериальных препаратов в течение беременности и раннего младенчества.

ГЕНЫ-ХРАНИТЕЛИ

Механизмы, которые представляют иммунную систему, представляют собой крошечные белки на поверхности клеток, кодируемые набором генов-хранителей - человеческий лейкоцитарный антиген (HLA) у людей и (MHC) у мышей. Давно известно что некоторые гены HLA / MHC защищают от ряда аутоиммунных заболеваний, особенно диабета типа 1. Однако, эти гены и клеточные белки имеют свои иммуномодулирующие эффекты, функция которых оставалась неизвестна. 

Проведенный эксперимент показал, что защитные гены имеют свои свойства именно благодаря триллионам кишечных бактерий, известных как кишечная микробиота (или кишечный микробиом). Исследования подтвердили, что кишечные бактерии являются мощными катализаторами аутоиммунитета и функций клеток поджелудочной железы, и что изменение в кишечной микрофлоре может вызвать диабет. Результаты проведенной работы открывают также новые возможности для иммуномодулирующей терапии, направленной на поддержание хрупкого бактериального баланса микрофлоры кишечника.

"Мы считаем, что наши результаты предложили не только ключ к раскрытию давней тайны, но и повысили вероятность того, что вещества или воздействия окружающей среды, которые изменяют баланс микрофлоры в кишечнике, могут модулировать эффекты мощного защитного Гена и влиять на степени риска заболеваний", - говорит Диана Матис, которая возглавляет исследование вместе с Кристофом де Бенуа (оба профессора в отделе микробиологии и Иммунобиологии в Гарвардской медицинской школе).

РОЛЬ КИШЕЧНОЙ МИКРОФЛОРЫ и АНТИБИОТИКИ

Исследование демонстрирует роль кишечника в развитии иммунной системы и указывают на существование критического окна - времени для оптимального развитии микробиома кишечника, в течение которого кишечник заполняется множеством бактерий (микроорганизмов). 

Результаты убедительно иллюстрируют представление о том, что раннее воздействие антибиотиков может модулировать риск заболевания, и что предотвращение или минимизация применения антибиотиков у младенцев и беременных женщин в критический период развития может быть хорошей идеей.

По теме антибиотиков и микрофлоры см. также:

• Изменение кишечной микрофлоры, вызванное приёмом антибиотиков, приводит к ожирению
• Прием антибиотиков в детстве вызывает ожирение

Наблюдения показывают, что когда лечение с помощью антибиотиков происходит в первые шесть недель жизни, у мышей развивается воспаление поджелудочной железы, которое является предшественником диабета 1 типа, несмотря на наличие защитного гена. Лечение антибиотиками во взрослой жизни (между 6-й и 10-й неделями после родов) не приводит к потере защиты против диабета. Как говорят учёные, данное наблюдение предполагает определенный срок, в течение которого кишка новорожденного заполняется различными микробами, и вмешательство в этот процесс путем введения антибиотиков, может серьезно нарушить баланс микрофлоры кишечника, что в свою очередь приведет к потере генетической защиты от диабета.

Исследователи обнаружили, что у мышей, чьи матери в течение 10 дней до родов употребляли антибиотики, пропала генетическая защита и развились воспаления поджелудочной железы. А у мышей, рожденных с защитным геном, но выращенных в стерильных клетках и лишенных бактериального воздействия во время раннего развития, было нарушено формирование сбалансированной кишечной микрофлоры. У этих животных также развились тяжелые воспаления поджелудочной железы, какие видели у мышей-диабетиков.

Это наблюдение, как говорят исследователи, еще раз подчеркивает важность раннего воздействия окружающей среды на разнообразие микробов для правильного развития иммунной системы.

Исследователи отмечают, что сделанные выводы также совпадают с так называемой гигиенической гипотезой (теорией) возникновения аутоиммунных болезней, которая утверждает, что сокращение числа перенесенных детских инфекций и снижение микробной антигенной нагрузки на организм ребенка в антенатальном и неонатальном периоде может способствовать риску развития у человека аллергических и др. аутоиммунных заболеваний.

В заключительной серии экспериментов, команда произвела фекальные трансплантации у мышей без защитного Гена (подверженных сахарному диабету) с помощью фекалий, полученных от мышей, которые несли в себе этот ген-хранитель. После фекальной трансплантации, мыши, склонные к диабету, показали значительное уменьшение воспалений клеток поджелудочной железы и отсутствие развития диабета. Это также подтверждает вывод о роли кишечных бактерий, как мощного модулятора иммунной системы против развития аутоиммунных заболеваний.

По теме см. также: Антибиотики в детском возрасте могут стать причиной аутоиммуных заболеваний

Источник: Harvard Medical School 

Статья в PNAS:

Michael Silverman, Lindsay Kua, Alessandro Tanca, Mauro Pala, Antonio Palomba, Ceylan Tanes, Kyle Bittinger, Sergio Uzzau, Christophe Benoist, Diane Mathis. Protective major histocompatibility complex allele prevents type 1 diabetes by shaping the intestinal microbiota early in ontogeny. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2017

Дополнительно см.: Пробиотики и пребиотики для улучшения состояния при сахарном диабете 1 типа: перспективы настоящего и будущего

К разделам:

• Микрофлора и сахарный диабет

• Микрофлора и аутоиммунные заболевания