Tauryna „pobudza” mikrobiotę jelit do walki z patogenami

Co nas nie zabije, to nas wzmocni. Nasz system odpornościowy rozumie to powiedzenie dosłownie. Jest on zdolny do adaptacyjnej odpowiedzi na czynniki chorobotwórcze, co umożliwia szybszą i silniejszą obronę przed późniejszymi infekcjami. A może tak samo funkcjonuje mikrobiota jelit? Czy wcześniejsze infekcje pozwalają jej wytworzyć optymalne działanie przeciwmikrobowe i zwiększyć w ten sposób odporność na kolonizację gospodarza? Taką hipotezę sformułowali naukowcy.

Pamięć metaorganizmu

Przeprowadzili oni doświadczenia z bakterią Klebsiella pneumoniae (Kpn). U myszy zakażonych doustnie bakterię wykryto przejściowo w świetle jelita grubego. Następnie zniknęła ona ze stolca. Był tylko jeden wyjątek: w stolcu myszy, które uprzednio otrzymały antybiotyk o szerokim spektrum (streptomycynę), liczebność Kpn była stale wysoka. Wydaje się zatem, że kolonizacja gospodarza przez ten patogen zależy od mikrobioty. Po dokonaniu tego ustalenia przeprowadzono szereg doświadczeń, które pozwoliły badaczom stopniowo rozszyfrować mechanizmy sprawiające, że przejściowa infekcja prowadzi do powstania tego, co nazwali długoterminową pamięcią metaorganizmu. Opiera się ona na wzajemnie zależnych, połączonych funkcjach organizmu gospodarza i jego mikrobioty.

Kwasy żółciowe wchodzą do gry

Po infekcji wątroba gospodarza zaczyna wytwarzać więcej kwasów żółciowych. Tworzące mikrobiotę grupy mikroorganizmów zdolne do wykorzystania tych kwasów – a zwłaszcza jednego z nich, tauryny – poprzez oddychanie beztlenowe mnożą się. Przetwarzają ją w siarczek – inhibitor tlenowego oddychania komórkowego. Życie wielu patogenów zależy od oddychania tlenowego. Te niepożądane bakterie umierają zatem, co ogranicza inwazję na gospodarza. Ponadto wiązanie siarczku sprzyja inwazji czynników chorobotwórczych. Należy podkreślić, że dostawa tauryny z zewnątrz wystarczy, aby wywołać te same efekty co infekcja – mnożenie bakterii zdolnych do jej metabolizacji i wzrost odporności na kolonizację.

Odporność na kolonizację: pytania i nadzieje

Wciąż jednak wiele pytań czeka na odpowiedzi. Jakie sygnały po wystąpieniu infekcji uruchamiają intensywniejszą syntezę kwasów żółciowych? Czy układ odpornościowy gospodarza współpracuje z mikrobiotą, żeby zwiększyć odporność na kolonizację po infekcji? Tak czy inaczej, w niepokojącej sytuacji coraz częstszego występowania oporności na antybiotyki odkrycie tarczy przeciw infekcjom wykorzystującej metabolity bakterii (a nie same bakterie) byłoby źródłem nadziei. Rozwiązanie to ma też niezaprzeczalną zaletę: terapia oparta na bakteriach (na przykład transplantacja fekalna) rozbija się o barierę, którą jest heterogeniczność międzyosobnicza, natomiast bardziej „wszechstronne” metabolity mikrobowe powinny mieć szerszy zakres zastosowania.