Терапевтические манипуляции с микрофлорой: микроскопические круглые черви Trichuris trichiura помогают предотвратить бактериальное повреждение слизистой оболочки кишечника.

Наши представления о микроорганизмах, населяющих кишечник, за последние несколько десятилетий изменились коренным образом. На заре этих исследований считалось, что полезная микрофлора пищеварительной системы представлена несколькими десятками штаммов, которые, сосуществуя с нами, принимают ограниченное участие в пищеварении и обеспечивают нас некоторым количеством определенных витаминов. Реальных масштабов влияния качества и количества облигатной (обязательной для нормального функционирования кишечника) и факультативной (необязательной) микрофлоры на наш организм никто себе даже не представлял.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Сегодня стало ясно, что разнообразие микроорганизмов, населяющих только пищеварительную систему (а есть еще кожа, слизистые оболочки дыхательных путей и много других «мест» нашего тела, заселенных своей «резидентной» микрофлорой) настолько велико, что, будь эти организмы покрупнее, из них можно было бы собрать неслыханный по размерам зоопарк. Общее число клеток микрофлоры превышает общее число клеток нашего организма, а общее число генов этих микроорганизмов может стократно превышать число генов человека. Более того, наш организм населяют представители всех трех доменов жизни – бактерии (в микрофлоре их подавляющее большинство), археи и эукариоты (преимущественно, одноклеточные), а также не относящиеся к этим трем доменам вирусы, в том числе вирусы, обитающие в самих этих микроорганизмах (например, бактериофаги).

Теперь, зная колоссальные масштабы такого симбиоза, нетрудно представить, что влияние микробиома (новый термин, описывающий совокупность микроорганизмов) на своего «многоклеточного хозяина» может быть огромным. Экспериментальные подтверждения этого появляются постоянно. Степень влияния может варьировать в зависимости от уровня организации хозяина. Например, у насекомых известны и изучены случаи, когда микробиота непосредственно влияет на эволюцию макроорганизма, управляя его половым поведением. У млекопитающих же дело «ограничивается» влиянием на процессы развития и функционирования индивидуального организма. Например, описаны случаи, когда нарушения качественного и количественного состава микробиоты приводят к порокам развития центральной нервной системы и вызывают воспалительные заболевания кишечника.

Но, с учетом впечатляющих размеров и сложности организации нашей микробиоты, можно смело надеяться, что впереди нас ждут еще более удивительные открытия. Недавно в авторитетном журнале PLoS Pathogen были опубликованы результаты исследования, показавшие возможность терапевтического использования микроскопического паразитического червя Trichuris trichiura с целью нормализации разбалансированной кишечной микрофлоры в случае хронических воспалительных заболеваний кишечника.

Многие детали патогенеза хронических заболеваний кишечника (ХВЗК), к коим относят неспецифический язвенный колит и болезнь Крона, достоверно неизвестны, что существенно осложняет поиск методов их лечения. Однако одним из ключевых проявлений этих болезней являются значительные изменения видового состава и количества бактерий кишечника. Известно, что отчасти это может быть связано со сбоями в иммунной системе человека, приводящими к развитию иммунной агрессии в отношении определенных видов бактерий кишечника (в норме отсутствующей).

Основываясь на этом механизме, авторы использовали хорошо известный в биологии и медицине феномен переключения иммунной атаки с одной мишени на другую. Примером такого явления может служить механизм действия препарата Пирогенал, активным компонентом которого является липополисахарид бактериальных клеточных стенок. Среди прочих показаний, Пирогенал применяется для лечения целого ряда заболеваний связанных с развитием патологического иммунного ответа, таких как аллергические и некоторые аутоиммунные заболевания (бронхиальная астма, атопический дерматит, псориаз и некоторые другие). При введении в организм больного бактериальные полисахариды, являясь мощнейшим антигеном, «отвлекают» агрессию иммунной системы на себя, что приводит к облегчению симптомов целевого заболевания.

Данное исследование авторы проводили на макаках Резуса, страдающих идиопатической хронической диареей (основная причина смертности этих животных при содержании в неволе). (Как и в случае ХВЗК у человека, идиопатическая хроническая диарея у обезьян характеризуется развитием патологического иммунного ответа против определенных штаммов микрофлоры кишечника.) В качестве «отвлекающего агента» ученые выбрали гельминта – власоглава (Trichuris trichiura), микроскопического круглого паразитического червя, заражающего кишечник многих млекопитающих, в том числе и человека.

Введение яиц этого гельминта в кишечник обезьян привело к глобальным перестройкам их микробиома, качественные характеристики которого к окончанию терапии стали напоминать таковые у здоровых обезьян. Более того, отмечалось существенное снижение воспалительных реакций в кишечнике и уменьшение количества бактерий, прикрепленных к пристеночной слизи кишечника. В результате общее состояние обезьян существенно улучшилось, а у большинства из них отмечалось прибавление веса.

Таким образом, авторы показали, что нормализация видового состава микробиома обезьян, страдающих идиопатической хронической диареей, может быть достаточным условием для улучшения состояния их здоровья и предотвращения гибели. В связи с этим, ученые выражают надежду на успех дальнейшего развития данного терапевтического подхода для лечения неспецифического язвенного колита у человека.

К изучению власоглава в качестве терапевтического агента ученые разных лабораторий мира проявляют интерес с 2004 года. Тогда появились первые работы об использовании яиц Trichuris suis (свиного власоглава) для лечения болезни Крона и в меньшей степени неспецифического язвенного колита у свиней. Есть также данные, указывающие на то, что терапия воспалительных заболеваний кишечника с помощью этих гельминтов приводит к снижению заболеваемости астмой, аллергией, и другими болезнями, сопровождающимися воспалительными процессами. Проспективное двойное когортное клиническое исследование, результаты которого были опубликованы в 2007 году (doi:10.1002/ana.21067), свидетельствуют о том, что гельминты даже способны замедлить развитие рассеянного склероза.

Иллюстрации: 1. Власоглав (Trichuris trichiura). 2. Воздействие бактерий на клетки слизистой оболочки кишечника при колите (А) и индукция иммунного ответа Trichuris sp. (В).

Источник: Broadhurst M.J., Ardeshir A., Kanwar B., Mirpuri J., Gundra U.M., et al. (2012) Therapeutic Helminth Infection of Macaques with Idiopathic Chronic Diarrhea Alters the Inflammatory Signature and Mucosal Microbiota of the Colon. PLoS Pathog 8(11): e1003000. doi:10.1371/journal.ppat.1003000.