Бретт Финлей - Иммунитет к старению. Как использовать бактерии внутри и снаружи тела для здоровья и долголетия

В большинстве случаев врожденная иммунная система выполняет большую часть тяжелой работы, чтобы поддержать нас в здоровом состоянии. Но если эта линия защиты недостаточно крепка или вот-вот рухнет, то приобретенный (адаптивный) иммунитет приходит с подкреплением. Из-за сложности системы, только позвоночные (животные, находящиеся выше по эволюционной лестнице) имеют этот дополнительный уровень защиты, более простые организмы должны полагаться только на свою врожденную иммунную систему, чтобы выжить. Приобретенный иммунитет распознает специфические молекулы на определенных микробах с использованием антител (вырабатываемых В-клетками) и некоторых Т-клеток, которые нацелены на конкретных микробов. Хотя для загрузки этой системы требуется, как минимум, неделя (мы так долго полагаемся на врожденную систему, чтобы поддерживать себя в живых), адаптивная иммунная система может создать долгосрочную стратегию для армии иммунных клеток и антител с целью осуществления поиска и уничтожения специфических поступающих патогенных микробов.

Эта пластичная система способна запоминать предыдущие встречи с определенным патогеном. После первого столкновения нашему телу не нужно разрабатывать новую оборону, оно может ссылаться на предыдущую тактику успешно отброшенного нападения. Запоминание происходит благодаря В-клеткам, чьи антитела распознают определенные молекулы на микробах и нейтрализуют производящих их микробов. Затем Т-клетки организуют иммунный ответ, секретируя цитокины, чтобы модулировать воспаление. Определенные типы Т-клеток непосредственно убивают и клетки организма хозяина, которые содержат вирусы и других внутриклеточных микробов, недоступных для антител (этим занимаются так называемые цитотоксические Т-клетки). Наличие этого дополнительного уровня иммунной защиты позволяет челюстным позвоночным, таким как люди и другие млекопитающие, птицы и рептилии, более гибко работать с патогенами, вакцинами и т. д. Приобретенный иммунитет создает «резервную копию» на тот случай, если врожденная система не справится с опасностью.

Ни одна глава об иммунной системе не будет полной без обсуждения вакцин, которые используют иммунную систему, чтобы дать нам дополнительную защиту от некоторых из самых опасных инфекционных заболеваний. Как мы писали в главе 5, настоятельно рекомендуется получать ежегодную вакцину против гриппа. Тем не менее отчеты показывают, что две трети канадцев не делают вакцину от гриппа каждый год, и только 59 % детей и 43 % взрослых в Соединенных Штатах проявляют в этом отношении сознательность. На лабораторных моделях-мышах обычные вакцины против гриппа уменьшают воспаление, которое способствует развитию инфламэйджинга (воспалительного старения), сердечно-сосудистых заболеваний и деменции. Мыши, которые были вакцинированы против гриппа в раннем возрасте, с меньшей вероятностью приобретают хронические заболевания по мере старения. У непривитых мышей раньше проявляются хронические заболевания, а в случае заражения гриппом ускоряется появление хронических заболеваний.

Хотя в литературе можно найти много обзоров и комментариев о потенциальной роли микробиоты в реакциях на вакцины, фактических исследований было проведено очень мало. Исследование макак показало, что у обезьян, которые лучше реагировали на вакцины, была стабильная и более разнообразная кишечная микробиота. Небольшое исследование на людях показало, что ответные реакции на вакцины были лучше у людей с развитыми сообществами разнообразных кишечных микробов. Учитывая способность микробов настраивать иммунную систему, весьма вероятно, что микробиота влияет на эффект вакцины. Мы надеемся, что в будущем сможем использовать микробов для получения положительных реакций на вакцины.

За последнее десятилетие мы поняли, что микробы оказывают сильное влияние на формирование приобретенной иммунной системы. Вот что интересно: теперь есть, по крайней мере, три случая, которые идентифицируют определенных микробов или их продукты как критически важные для формирования иммунной системы. Это говорит о том, что в будущем мы сможем использовать эти знания, чтобы попытаться сформировать иммунные ответы.

Первый серьезный скачок в наших знаниях о влиянии микробов на Т-клетки произошел в 2005 году, когда доктора Саркис Мазманян и Деннис Каспер показали, что распространенный кишечный микроб Bacteroides fragilis (B. Fragilis) может восстанавливать соотношение Т-клеток. B. Fragilis влияет на соотношение сбалансированных элементов иммунной системы (так называемый баланс Th1 /Th2), что имеет решающее значение для нормального иммунного ответа. У стерильных животных увеличивается количество Th2-клеток (которые усиливают аллергические реакции), и благодаря колонизации этих животных B. Fragilis соотношение Т-клеток становится нормальным. Еще более удивительно то, что одна из поверхностных молекул микроба, капсульный полисахарид, называемый полисахаридом A (PSA), – сахар на внешней стороне бактерии – может сам восстанавливать баланс Т-клеток. Когда исследователи колонизировали мышей B. Fragilis без PSA, им не удалось восстановить дефект Т-клеток Отсюда следует, что одна эта молекула может правильно сбалансировать иммунную систему. Нам известно, что PSA запускает процесс производства IL-10 (интерлейкин 10) – одного из важнейших противовоспалительных цитокинов, которые снимают чрезмерную воспалительную реакцию. Например, PSA может защитить от экспериментального колита, заболевания, сходного с ВЗК, путем уменьшения воспаления кишечника посредством реакции Т-клеток. Эти выводы стали результатом изменения парадигмы иммунологии, поскольку они идентифицировали определенный микроб и молекулу, которую он производит, влияющую на функции Т-клеток. Так была обнаружена первая связь между микробами и приобретенной иммунной системой.

Около 2006 года в этой области произошел еще один шаг вперед, о котором мы говорили с доктором Дэном Литтманом, профессором молекулярной иммунологии на кафедре патологии и кафедре микробиологии Нью-Йоркского университета. Все случилось, когда постдокторант в лаборатории доктора Литтмана, Ивайло Иванов, изучал недавно обнаруженные клетки Th17. Выяснилось, что эти клетки играют решающую роль в развитии воспаления, особенно при аутоиммунных заболеваниях. Они участвуют в иммунном ответе и составляют от 30 до 40 % Т-клеток в кишечнике. У стерильных животных отсутствовали клетки Th17 (одновременно в трех группах), и никто не знал, что может вызвать их образование.

У Иванова было предчувствие, что микробы могут влиять на клетки Th17, так как эти клетки особенно распространены в кишечнике. Чтобы проверить свою гипотезу, он лечил своих мышей различными антибиотиками и успешно продемонстрировал, что антибиотики могут влиять на уровень Th17-клеток. Разные антибиотики производили разные эффекты, указывая на то, что в эти процессы вовлечен определенный микроб или группа микробов.