Грипп и борьба с пневмококовой инфекцией с помощью микробиоты

Дисбиоз кишечника во время гриппа способствует легочной пневмококковой суперинфекции через измененную продукцию короткоцепочечных жирных кислот

На рисунке: Слева: Участок легких, зараженный вирусом гриппа с сильным воспалением, которое приводит к выраженной инфильтрации нейтрофильными полинуклеарными клетками, темными клетками. Справа: Вирусы гриппа, как и модель, показанная здесь, демонстрируют несколько видов поверхностных белков на своей внешней поверхности.

Предисловие редактора

Так как мы в основном освещаем «бактериальные новости», то перед ознакомлением с материалом отметим, что речь в нем, помимо прочего, будет касаться таких важных продуктов метаболизма кишечной микробиоты, как короткоцепочечные жирные кислоты. В контексте затронутой проблемы особая важность будет отдана ацетатам (производным уксусной кислоты), чье оскудение снижает иммунные способности организма. Т.к. основной смысл нашего предисловия - это информация, нацеленная на профилактику пневмонии (в свете ниже изложенного материала), напомним, что синтез уксусной кислоты производят как бифидо-, так и пропионовокислые бактерии. В среднем, бифидобактерии продуцируют около 60% уксусной и 40% молочной кислот, а пропионовокислые – около 33% уксусной и 66% пропионовой. При этом совместный прием бифидо- и пропионовокислых бактерий обладает синергизмом, что является несомненным преимуществом по укреплению иммунной системы в целях защиты от вирусных и бактериальных инфекций. Также, для повышения уровня ацетатов, можно добавить в рацион пребиотик, например, очень доступный инулин (из цикория). И еще один крайне важный момент - сами пробиотики являются иммуномодулирующими организмами, а потому укрепляют иммунную систему и другими всевозможными способами. Будьте здоровы!

Грипп: борьба с бактериальной суперинфекцией с помощью микробиоты

(описание исследование по материалам ScienceDaily)

Исследователи из лилльского Центра инфекций и иммунитета (CNRS / INSERM / Institut Pasteur de Lille / University of Lille /CHU Lille), INRAE и из бразильской (Belo Horizonte), шотландской (Glasgow) и датской (Copenhagen) лабораторий впервые показали на мышах, что возмущение кишечной микробиоты, вызванное вирусом гриппа, благоприятствует вторичной бактериальной суперинфекции. Опубликованные в Cell Reports 3 марта 2020 года, эти результаты открывают новые перспективы для профилактики и лечения бактериальной пневмонии, основной причины смерти пожилых или уязвимых людей, инфицированных вирусом гриппа.

Грипп и его осложнения остаются серьезной проблемой общественного здравоохранения, а также серьезным социальным и экономическим бременем. Кампании по вакцинации, наряду с открытием новых противовирусных методов лечения, обеспечивают профилактические и терапевтические решения. Тем не менее, серьезной проблемой остается нарушение защитных механизмов от вторичных бактериальных инфекций, которые значительно ухудшают клиническую картину людей с гриппом.

Специализируясь в области легочного иммунитета, команда под руководством Франсуа Троттеина, исследователя CNRS в Центре инфекции и иммунитета Лилля, сосредоточилась на микробиоте кишечника, известной своей ключевой ролью во многих физиологических процессах, включая механизмы иммунной защиты. Ученые показали, что у мышей грипп временно изменяет состав и метаболическую активность микробиоты кишечника, вероятно, из-за снижения потребления пищи во время болезни. Во время гриппа также уменьшается производство короткоцепочечных жирных кислот бактериями микробиоты. В настоящее время команда показала, что эти жирные кислоты отдаленно способствуют бактерицидной активности макрофагов, присутствующих в легких. Таким образом, возмущение кишечной микробиоты гриппом нарушает защиту легких, особенно против Streptococcus pneumoniae (т.е. против пневмококка), основной причины бактериальной пневмонии у людей.

Исследователи также показали, что эту чувствительность к бактериальной суперинфекции можно исправить обработкой ацетатом, одной из основных короткоцепочечных жирных кислот (ацетаты – производные уксусной кислоты – ред.), продуцируемых микробиотой. Их работа может иметь практическое применение для благополучия инфицированных пациентов, которые будут лучше защищены от осложнений, связанных с гриппом.

Эта работа была выполнена в сотрудничестве с учеными из Института Micalis (INRAE/AgroParistech/Université Saclay), лилльского Международного Центра исследований воспаления (INSERM/Université de Lille/CHU Lille), лаборатории проектирования и применения биологически активных молекул (CNRS/University of Strasbourg), отдела молекулярной вирусологии и иммунологии (INRAE) и GenoScreen (Lille), федерального университета Minas Gerais (Белу-Оризонти, Бразилия), Института молекулярной, клеточной и системной биологии (Глазго, Шотландия) и департамента фармакологии (Копенгагенский университет, Дания). Это открытие представляет собой крупный прорыв в понимании механизмов, лежащих в основе бактериальных суперинфекций у больных гриппом. Это может привести к разработке новых пищевых и / или терапевтических стратегий для лучшего контроля бактериальных инфекций.

Дисбиоз кишечника во время гриппа способствует легочной пневмококковой суперинфекции через измененную продукцию короткоцепочечных жирных кислот (SCFA)

(описание результатов исследования из первоисточника Cell Reports)

Рис.1. Представление о механизмах, лежащих в основе бактериальной суперинфекции после гриппа. Авторы демонстрируют, что гриппозная инфекция дистанционно изменяет продукцию короткоцепочечных жирных кислот (SCFAs) кишечной микробиотой. Добавка ацетата или фармакологическая активация рецептора SCFA FFAR2 снижает восприимчивость к вторичной бактериальной инфекции. Обозначения: IAV - вирус гриппа A; Acetate treatment - лечение ацетатом; Ffar2  - рецептор свободных жирных кислот 2;  AMs - альвеолярные макрофаги

Основные моменты

• Грипп изменяет продукцию SCFAs кишечной микробиотой
• Дисбиотическая микробиота переносит восприимчивость к респираторной бактериальной инфекции
• Добавление ацетата восстанавливает убивающую активность альвеолярных макрофагов
• Активация SCFA-рецептора FFAR2 защищает от бактериальной суперинфекции

Резюме

Вторичные бактериальные инфекции часто осложняют вирусные респираторные инфекции. Мы предполагаем, что нарушение микробиоты кишечника при заражении вирусом гриппа A (IAV) может способствовать респираторной бактериальной суперинфекции. Сублетальная инфекция гриппа временно изменяет состав и ферментативную активность микробиоты кишечника у мышей. Эти изменения частично объясняются снижением потребления продуктов питания. Эксперименты по переносу фекалий показывают, что IAV-обусловленная микробиота нарушает защиту легких от пневмококковой инфекции. В механистическом отношении снижение выработки короткоцепочечных жирных кислот (SCFAs), преимущественно ацетата (уксусной кислоты) влияет на бактерицидную активность альвеолярных макрофагов. После обработки ацетатом у мышей, колонизированных IAV-обусловленной микробиотой, наблюдается снижение бактериальных нагрузок. В контексте гриппозной инфекции добавление ацетата снижает, в зависимости от рецептора свободных жирных кислот 2 (FFAR2), местную и системную бактериальную нагрузку. Это приводит к снижению патологии легких и повышению выживаемости дважды инфицированных мышей. Наконец, фармакологическая активация рецептора SCFA FFAR2 во время гриппа уменьшает бактериальную суперинфекцию.

Источник: Francois Trottein et al., Gut Dysbiosis during Influenza Contributes to Pulmonary Pneumococcal Superinfection through Altered Short-Chain Fatty Acid Production. Cell Reports 30, 2934–2947 March 3, 2020

К разделу: Микробиота и ось кишечник-легкие

См. дополнительно

1. Применение пробиотиков при острых инфекциях дыхательных путей
2. Архивное: Пробиотики против вирусных инфекций