Бактерия, определяющая развитие иммунной системы кишечника: Candidatus Arthromitus

Очевидно, что микробное сообщество кишечника имеет решающее значение для улучшения иммунной системы его хозяина. Ничто не иллюстрирует это лучше, чем сегментированные нитевидные бактерии. Эти симбионты плотно прикреплены к эпителиальным клеткам слизистой оболочки кишки и обладают уникальной особенностью специфически модулировать иммунную систему кишечника.
Именно они ответственны за созревание иммунной системы.

Американский микробиолог Джозеф Лейди в далеком 1849 году обнаружил в кишечнике термитов необычные нитевидные микроорганизмы (вообще, их поначалу приняли за мицелий гриба). Вскоре было обнаружено, что организм является сегментированной бактерией. В дальнейшем было установлено, что подобные бактерии обитают и в кишечнике животных.
Сегментированные филаментные бактерии (SFB или СФБ). Это морфологически уникальные микроорганизмы-анаэробы.

Родственники клостридиям, поэтому умеют образовывать споры. Интерес к этим бактериям возник в 70х годах 20 века, когда выяснилась их способность вызывать сильный иммунный ответ за счет стимуляции созревания Т- и В-лимфоцитов. Колонии этих микроорганизмов способствуют созреванию лимфоидной ткани кишечника. Всё то, что раньше было гистологической находкой, теперь должно было рассматриваться как фактор, влияющий на иммунную систему и развитие некоторых болезней.

Сегментированная филаментная бактерия представляет собой грамположительные, спорообразующие бактерии диаметром 0,7-1,8 мкм и длиной около 80 мкм (формируют многоклеточные нити до 1000 мкм). Для сравнения — размер «шарика» стафилококка — 0,5-1 мкм, эритроцита — 8 мкм.

Одним из самых интригующих открытий оказалось то, что эти микробы оказываются в крайне тесной взаимосвязи с эпителиальными клетками подвздошной кишки. Якорем, таким «фиксатором» выступает первый сегмент микроба, который выпирает внутрь клетки энтероцита. Но без фактического разрушения ее мембраны.

После фиксации бактерия начинает расти, в ее теле формируются перегородки, а затем внутриклеточно формируются цисты.

СФБ находятся в двух физиологически разных состояниях: вегетативной форме и споре. Большая часть знаний об этом микроорганизме была только за счет микроскопии посмертных препаратов. Ее пробовали безуспешно культивировать с 70-х годов, почти 50 лет! Только в 2015 году французским ученым удалось вырастить микроорганизм на питательной среде. Самое сложное было: создать условия, которые бы микроорганизм воспринял как организм хозяина.

После стольких лет неудач ученые принялись культивировать сегментированные бактерии совместно с клетками хозяина. Также оказалось, что бактерия хотя и анаэроб (живет в бескислородной среде), но к небольшому количеству кислорода относится вполне положительно. Также важным фактором оказался цианкобаламин (витамин В12). Именно тем, что бактерия нуждается в цианкобаламине ученые и объясняют ее обитание именно в подвздошной кишке.
Выделили два предполагаемых рода: Candidatus arthromitus и Candidatus Savagella. У мышей эти бактерии выявляются уже на 20 дне жизни. После чего микроорганизм размножается до такой степени, что становится доминирующим бактериальным родом в кишечнике. Потом, у взрослых особей количество SFB уменьшается.

SFB выявлены у мышей, морских свинок, кошек, лошадей. Причем каждый вид животного «сопровождает» из поколения в поколение свой вид бактерии. О существовании у людей предполагали давно, но вот подтвердили только в последнее время.

Данные о сохранении колоний у взрослых долго ставились под сомнение, так как долго не удавалось выявить микроорганизм с помощью ПЦР. Недавние исследования показали, что кандидатус колонизирует у людей в определенный возрастной период. Так бактерии при ПЦР выявлены у 25 % младенцев моложе 6 месяцев, и 78% детей от 7 до 12 месяцев. Однако у людей старше 3 лет — только у 6%. Поэтому был сделан вывод, что Candidatus Arthromitus обычно заселяет кишечник в раннем возрасте, но затем очищается от бактерии большинство людей. В эксперименте, у мышей, лишенных этих бактерий, иммунная система полноценно не развивалась.

Огромный интерес представляет изучение пациентов с неспецифическим язвенным колитом и болезнью Крона. У 6 из 6 исследуемых пациентов с язвенным колитом выявлены SFB, но ни одного (0 из 6) — при болезни Крона.

Влияние SFB на физиологию хозяина

Если раньше сегментированные бактерии считали представителем комменсальной микробиоты (безвредным, но и по сути бесполезным), то сейчас очевидно влияние этого микроорганизма на формирование иммунного ответа.
Эти бактерии способствуют повышению устойчивости к колонизации вирулентных штаммов S. enteritidis и патогенной E. coli. Они вызывают локальный иммунный ответ, который препятствует «прилипанию» патогенных микробов к клеточной стенке.

Именно этому микроорганизму мы обязаны созреванию иммунной системы кишечника, за счет стимулирования Т-звена иммунитета. Сегментированные филаментные бактерии — настоящая находка для иммунной системы. Вероятно в ближайшем будущем появятся иммуностимулирующие препараты, содержащие СФБ. Но пока микроорганизм изучается, многое предстоит открыть. Будем ждать.

Паламарчук Вячеслав

---