Терапевтичні маніпуляції з мікрофлорою: мікроскопічні круглі черв'яки Trichuris trichiura допомагають запобігти бактеріальному пошкодженню слизової оболонки кишківника.
Наші уявлення про мікроорганізми, що населяють кишківник, за останні кілька десятиліть змінилися докорінно. На зорі цих досліджень вважалося, що корисна мікрофлора травної системи представлена кількома десятками штамів, які, співіснуючи з нами, беруть обмежену участь у травленні і забезпечують нас деякою кількістю певних вітамінів. Реальних масштабів впливу якості та кількості облігатної (обов'язкової для нормального функціонування кишечника) і факультативної (необов'язкової) мікрофлори на наш організм ніхто собі навіть не уявляв.
Сьогодні стало ясно, що різноманітність мікроорганізмів, що населяють тільки травлену систему (а є ще шкіра, слизові оболонки дихальних шляхів і багато інших «місць» нашого тіла, заселених своєю «резидентною» мікрофлорою) настільки велика, що, будь ці організми покрупнішими, з них можна було б зібрати нечуваний за розмірами зоопарк. Загальна кількість клітин мікрофлори перевищує загальне число клітин нашого організму, а загальна кількість генів цих мікроорганізмів може сторазово перевищувати число генів людини. Більш того, наш організм населяють представники всіх трьох доменів життя - бактерії (в мікрофлорі їх переважна більшість), археї та еукаріоти (переважно, одноклітинні), а також віруси, що не належать до цих трьох доменів, у тому числі віруси, що мешкають в самих цих мікроорганізмах (наприклад, бактеріофаги).
Тепер, знаючи колосальні масштаби такого симбіозу, неважко уявити, що вплив мікробіома (новий термін, що описує сукупність мікроорганізмів) на свого «багатоклітинного господаря» може бути величезним. Експериментальні підтвердження цього з'являються постійно. Ступінь впливу може варіювати залежно від рівня організації господаря. Наприклад, у комах відомі і вивчені випадки, коли мікробіота безпосередньо впливає на еволюцію макроорганізму, керуючи його статевою поведінкою. У ссавців же справа «обмежується» впливом на процеси розвитку та функціонування індивідуального організму. Наприклад, описані випадки, коли порушення якісного і кількісного складу мікробіоти призводять до вад розвитку центральної нервової системи і викликають запальні захворювання кишківника.
Але, з урахуванням вражаючих розмірів і складності організації нашої мікробіоти, можна сміливо сподіватися, що попереду нас чекають ще більш дивовижні відкриття. Нещодавно в авторитетному журналі PLoS Pathogen були опубліковані результати дослідження, що показали можливість терапевтичного використання мікроскопічного паразитичного хробака Trichuris trichiura з метою нормалізації розбалансованої кишкової мікрофлори в разі хронічних запальних захворювань кишечника.
Багато деталей патогенезу хронічних захворювань кишківника (ХВЗК), до яких відносять неспецифічний виразковий коліт і хвороба Крона, достовірно невідомі, що істотно ускладнює пошук методів їх лікування. Однак одним з ключових проявів цих хвороб є значні зміни видового складу і кількості бактерій кишечника. Відомо, що частково це може бути пов'язано зі збоями в імунній системі людини, що призводять до розвитку імунної агресії щодо певних видів бактерій кишечника (в нормі відсутньої).
Ґрунтуючись на цьому механізмі, автори використовували добре відомий у біології та медицині феномен перемикання імунної атаки з однієї мішені на іншу. Прикладом такого явища може служити механізм дії препарату Пирогенал, активним компонентом якого є ліпополісахарид бактеріальних клітинних стінок. Серед інших показань, Пирогенал застосовується для лікування цілого ряду захворювань пов'язаних з розвитком патологічної імунної відповіді, таких як алергічні та деякі аутоімунні захворювання (бронхіальна астма, атопічний дерматит, псоріаз і деякі інші). При введенні в організм хворого бактеріальні полісахариди, будучи найпотужнішим антигеном, «відволікають» агресію імунної системи на себе, що призводить до полегшення симптомів цільового захворювання.
Дане дослідження автори проводили на макаках Резуса, які страждають на ідіопатичну хронічну діарею (основна причина смертності цих тварин при утриманні в неволі). (Як і у випадку ХВЗК у людини, ідіопатична хронічна діарея у мавп характеризується розвитком патологічної імунної відповіді проти певних штамів мікрофлори кишечника.) Як «відволікаючий агент» вчені вибрали гельмінта - власоглава (Trichuris trichiura), мікроскопічного круглого паразитичного хробака, який заражає кишечник багатьох ссавців, у тому числі й людини.
Введення яєць цього гельмінта в кишечник мавп призвело до глобальних перебудов їх мікробіома, якісні характеристики якого до закінчення терапії стали нагадувати такі у здорових мавп. Більш того, відзначалося істотне зниження запальних реакцій в кишечнику і зменшення кількості бактерій, прикріплених до пильної сер кишечника. В результаті загальний стан мавп істотно покращився, а у більшості з них відзначалося додавання ваги.
Таким чином, автори показали, що нормалізація видового складу мікробіома мавп, які страждають на ідіопатичну хронічну діарею, може бути достатньою умовою для поліпшення стану їх здоров'я і запобігання загибелі. У зв'язку з цим, вчені висловлюють надію на успіх подальшого розвитку даного терапевтичного підходу для лікування неспецифічного виразкового коліту у людини.
До вивчення власоглава в якості терапевтичного агента вчені різних лабораторій світу проявляють інтерес з 2004 року. Тоді з'явилися перші роботи про використання яєць Trichuris suis (свинячого власоглава) для лікування хвороби Крона і меншою мірою неспецифічного виразкового коліту у свиней. Є також дані, що вказують на те, що терапія запальних захворювань кишківника за допомогою цих гельмінтів призводить до зниження захворюваності на астму, алергію, та інші хвороби, що супроводжуються запальними процесами. Проспективне подвійне когортне клінічне дослідження, результати якого опублікували 2007 року (doi:10.1002/ana.21067), свідчать про те, що гельмінти навіть здатні уповільнити розвиток розсіяного склерозу.
Ілюстрації: 1. Власоглав (Trichuris trichiura). 2. Вплив бактерій на клітини слизової оболонки кишечника при коліті (А) і індукція імунної відповіді Trichuris sp. (В).
Джерело: 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.