Интерлейкин-10 защищает кишечник от паразитов

ПРОБИОТИКИ, ИММУНИТЕТ И ПАРАЗИТАРНЫЕ ИНФЕКЦИИ

Интерлейкин-10 защищает кишечник при трихоцефалёзе – паразитарной инфекции желудочно-кишечного тракта

Предисловие

Тема приема пробиотических препаратов для коррекции и восстановления собственной микрофлоры и иммуностимуляции  при профилактике и лечении паразитарных инфекций не новая. Но преподносят данную тему обычно в виде общеизвестных фраз и лозунгов о полезности пробиотиков, не придавая особого внимания механизмам, за счет которых организм человека избавляется от подобных инфекций. В данной статье мы немного затронем тему активации иммунитета с помощью особых белково-пептидных информационных молекул (цитокинов), которые более известны как интерлейкины-10 (ИЛ-10 или IL-10).

Интерлейкин 10 - противовоспалительный цитокин с молекулярной массой 17-21 кДа. Он обладает многими противововоспалительными свойствами, включая способность подавлять лихорадку. Продуцируется Т-клетками (Th2) и может рассматриваться как антагонист ряда других цитокинов. IL-10 осуществляет свое действие посредством соответствующего рецептора на поверхности клетки.

Прим. ред.: Т-хелперы (Th2) - T-лимфоциты, главной функцией которых является усиление адаптивного иммунного ответа. Т-хелперы 2 (Th2) - активируют В-лимфоциты, способствуя развитию гуморального иммунного ответа.

В результате IL-10 способствует развитию гуморальной составляющей иммунного ответа, обусловливая антипаразитарную защиту и аллергическую реактивность организма.

Пробиотики и IL-10

Кратко. Механизм действия иммунной системы до сих пор до конца не изучен. Иммунная система состоит из множества разных типов клеток, находящихся в сложной взаимозависимости. Попытки воздействовать на иммунную систему без крайней необходимости могут привести к непредсказуемым последствиям в будущем. И здесь особую роль играют иммуномодуляторы.

 Классификация иммуномодуляторов:

• Эндогенные (синтезируются в самом организме) - Представитель этой группы – интерферон.
• Экзогенные (попадают в организм из окружающей среды) - К ним относятся бактериальные, растительные (например, Иммунал) и синтетические (Левамизол и др.).

Лечение иммуномодуляторами - не совсем правильный термин. Эти препараты не излечивают болезнь - они лишь помогают организму побороть ее. Действие иммуномодулятора на организм человека не ограничивается периодом болезни, оно продолжается длительно, даже годами.

В нашем случае мы остановимся на бактериальных (пробиотических) иммуномодуляторах. Не будем рассматривать свойства всего множества пробиотических бактерий, остановимся на пропионовокислых. Наличие иммунотропной активности у классической пропионовокислой бактерии была подтверждена в работе французских исследователей. Авторы измерили уровень образования цитокинов клетками эпителия при действии 10 штаммов молочных пропионовокислых бактерий. Был зарегистрирован высокий уровень образования интерлейкина ИЛ-10 (IL-10) (См.: Foligne, B. Promising immunomodulatory effects of selected strains of dairy propionibacteria as evidenced in vitro and in vivo / B.Foligne, S.-M.Deutsch, J.Breton, F.J.Cousin, J.Dewulf, M.Samson, B.Pot, G.Jan // Appl. Environ. Microbiol. — 2010. — V. 76. — N 24. — P. 8259—8264).

Исследование

Исследовательская группа из Института Wellcome Sanger обнаружила главный регулятор, который поддерживает здоровье кишечника при заражении паразитами. Работа проводилась под руководством доктора Марии Дукье-Карреа (María A. Duque-Correa). Статья с описанием открытия была опубликована 31 января на официальном сайте института.

Кишечник - это дом миллионов полезных бактерий и вредоносных паразитов, таких, как гельминты. Например, вид Trichuris trichiura, или власоглав, присутствует в организме около 500 миллионов человек, вызывая заболевание под названием трихоцефалез, широко распространенное в тропиках и субтропиках.

Прим. ред.: Власоглав (лат. и англ. Trichuris trichiura или Trichocephalus trichiuris, англ. human whipworm) - круглый червь, нематода, возбудитель трихоцефалёза  человека - гельминтоза из группы нематодозов, характеризующегося поражением органов желудочно-кишечного тракта.

Согласно исследованию, опубликованному в журнале PLOS Pathogens, сигнализация через рецепторы интерлейкина-10 (IL-10) на иммунных клетках кишечника играет решающую роль в защите слизистой оболочки кишечника и микробиоты от нарушений, вызванных паразитами власоглавами.

Некоторые иммунные сигнальные молекулы, называемые интерлейкинами, участвуют в иммунном ответе хозяина на заражение паразитом, регулируя воспаление в кишечнике. Чтобы лучше понять роль молекул в этой сбалансированной экосистеме, исследователи изучили мышей, у которых отсутствовали гены из суперсемейства рецепторов интерлейкина-10 (IL-10). В результате они обнаружили, что отсутствие регуляции IL-10 привело к неконтролируемому иммунному ответу, который повредил слизистую оболочку кишечника и нарушил его способность к выработке защитной слизи. Из-за этого гельминты проникали в эндотелий, позволяя бактериям попадать в остальную часть тела и вызывая смертельную инфекцию.

Власоглавы влияют на состав микрофлоры, что, в свою очередь, влияет на состояние кишечника, и способ, в котором активируются иммунные клетки. Во избежание повреждения тканей и заболеваний эти взаимодействия жестко регулируются.

Рис. 1. Дисбактериоз кала при инфицировании власоглавом и дефиците сигнализации IL-10 связан с расширением популяции патобионтов.

На рисунке: обозначение WT - ДИКИЙ ТИП  (типичная или нормальная форма организма).

Используя модель мыши, Дуке-Корреа (María A. Duque-Correa) и ее коллеги показали, что эти взаимодействия регулируются сигнализацией через семейство рецепторов IL-10, IL-10Ra, на иммунных клетках кишечника.

Прим. ред.: IL10RA (Interleukin 10 Receptor Alpha) - является субъединицей для рецепторов  интерлейкина-10. Этот протеин структурно отнесен к приемным устройствам (рецепторам) интерферона. Заболевания, связанные с геном (входит в 3 панели заболеваний): 1. Воспалительные заболевания кишечника (наследственные формы - болезнь Крона и др.); 2. Иммунодефицит первичный; 3. ТВП увеличенное (толщина воротникового пространства).  Было показано, что IL10RA опосредуют иммуносупрессивные сигналы IL10, и таким образом блокирует синтез провоспалительных цитокинов.

Недостаток этих рецепторов на иммунных клетках кишечника приводит к персистенции паразитов (власоглавов) в кишечнике, сопровождающейся неконтролируемым воспалением, разрушающим слизистую оболочку.

Прим. ред.: Персистенция - способность патогенных видов микроорганизмов к длительному выживанию (переживанию) в организме хозяина.

Это повреждение тканей сопровождается разрастанием микробов, которые действуют как условно патогенные микроорганизмы. Более того, разрушение кишечного барьера позволяет этим бактериям добраться до печени, где они вызывают печеночную недостаточность и смертельные заболевания. В совокупности полученные данные подчеркивают ключевую и сложную роль сигнализации IL-10Ra на иммунных клетках в продвижении гомеостаза микробиоты и поддержании кишечного барьера во время инфицирования паразитическим червем власоглавом.

Рис. 2. Механистическая модель эффектов сигнализации IL-10 при инфицировании власоглавами.

Во время инфицирования власоглавом IL-10 сигнализация на клетки кроветворного происхождения имеет решающее значение как для развития ответа типа 2, приводящего к вытеснению червя, так и для контроля иммунопатологии, управляемой иммунитетом типа 1. Для реакции тип-2 повышенные уровни IL-10 необходимы для обслуживания герметичности эпителия через оборачиваемость эпителиальных клеток и гиперплазию бокаловидных клеток, приводящей к увеличению барьерной слизи, которая повышает сопротивление колонизации, отделяет  IECs от люминальных бактерий и приводит к вытеснению паразита.

И наоборот, отсутствие сигнализации IL-10 приводит к воспалительному ответу типа 1, который не вызывает механизмов, необходимых для вытеснения червя, и вызывает повреждение кишечного эпителия. Воспаление и персистирование власоглава нарушают кишечную микробиоту повышая колонизацию оппортунистическими патогенами. Нарушение эпителиального барьера позволяет этим патобионтам или их продуктам перемещаться и достигать печени, где они вызывают воспаление и некроз, приводящие к печеночной недостаточности и летальному исходу.

Авторы отмечают: "наше исследование раскрывает главную роль IL-10Ra в регулировании взаимодействия между клетками кишечника, микробиотой и паразитами (власоглавами), которые определяют условия сбалансированного паразитизма. Мы обнаружили, что отсутствие этого важного сигнального пути приводит к неконтролируемому воспалению, которое разрушает слизистую оболочку кишечника, позволяя микробам вторгаться и вызывать печеночную недостаточность."

По словам авторов исследования, механизм участия интерлейкина-10 в регуляции функции кишечника не только помогает понять, как организм реагирует на паразитов, но и вносит ясность в понимание развития других желудочно-кишечных заболеваний. Дальнейшие исследования IL-10, возможно, помогут также найти новые способы лечения болезней, вызванных чрезмерно активной иммунной системой - аллергических реакций, воспаления кишечника и астмы.

Источник:

María A. Duque-Correa, Natasha A. Karp, Catherine McCarthy, Simon Forman, David Goulding, Geetha Sankaranarayanan, Timothy P. Jenkins, Adam J. Reid, Emma L. Cambridge, Carmen Ballesteros Reviriego, Werner Müller, Cinzia Cantacessi, Gordon Dougan, Richard K. Grencis, Matthew Berriman. Exclusive dependence of IL-10Rα signalling on intestinal microbiota homeostasis and control of whipworm infection. PLOS Pathogens, 2019; 15 (1)