Bakterije creva su se pojavile kao fokusna tačka naučnog istraživanja, sa njihovim zamršenim ulogama u našem metabolizmu, ishrani i opštem zdravlju koji dolaze u oštar fokus. Novo istraživanje Technion—Izraelskog instituta za tehnologiju donelo je otkriće koje bi moglo da dovede do boljeg razumevanja i lečenja inflamatornih bolesti creva (IBD) kao što su kolitis i Kronova bolest. Istraživanje je objavljeno u časopisu Cell Host & Microbe.
Tokom miliona godina koevolucije sa ljudima, crevne bakterije su postale neophodne za pravilno funkcionisanje našeg imunog sistema. Creva su organ koji se stalno menja, koji prolazi kroz strukturne, mehaničke i hemijske promene. Bakterije creva moraju da se prilagode ovom dinamičnom okruženju.
Glavni mehanizam koji omogućava takvu dinamičku adaptaciju je njihova sposobnost da se podvrgnu brzim genomskim promenama zbog osobine poznate kao plastičnost – aspekt koji profesor Naama Geva-Zatorski i njen tim na Medicinskom fakultetu Ruth i Bruce Rappaport istražuju zajedno sa svojim saradnika.
Studija se fokusirala na vrste iz reda Bacteroidales, neke od najzastupljenijih vrsta u mikrobiomu ljudskog creva. Dok su analizirali više od 2.000 zdravih i bolesnih pojedinaca i sprovodili pretklinička istraživanja na modelima miševa, naučnici Techniona su identifikovali različite obrasce DNK inverzija u zdravlju i bolesti. Ove reverzibilne inverzije DNK menjaju orijentaciju ključnih segmenata gena, uključuju i isključuju proizvodnju molekula.
Zanimljivo je da su kod Bacteroides fragilis inverzije DNK ISKLjUČILI proizvodnju polisaharida A, molekula koji oblaže bakterije koji blagotvorno indukuje regulatorne T ćelije – specijalizovani tip imunih ćelija koji potiskuje prekomernu upalu i održava homeostazu creva.
Vjerovatni krivac? Bakteriofagi ili virusi koji inficiraju bakterije. Dalje ispitivanje fekalnih uzoraka pacijenata sa IBD otkrilo je upečatljiv obrazac: PSA promoter je bio pretežno u OFF stanju, što je u korelaciji sa povećanim nivoima bakteriofaga povezanih sa B. fragilis. Naknadni eksperimenti sa miševima bez klica, kolonizovanim sa B. fragilis u prisustvu bakteriofaga, istakli su značajno povećanje B. fragilis sa OFF stanjem i primetno smanjenje populacija Treg ćelija.
Zanimljivo je da nalazi otkrivaju genijalnu strategiju prilagođavanja koju koriste crevni mikrobi, omogućavajući im da dinamički reprogramiraju ekspresiju gena na osnovu lokalnih uslova kao što su zapaljenje ili virusni napadi. Međutim, ova biološka promena oblika može pogoršati bolest osakaćenjem proizvodnje molekula poput PSA koji regulišu imuni sistem i ublažavaju upalu creva.
„Ovo istraživanje nudi kritičan uvid u zamršene interakcije između crevnih bakterija i imunog sistema u inflamatornoj bolesti creva. Naše objašnjenje je da ista genomska fleksibilnost koja je razvijena kroz evoluciju obezbeđuje bakterijama funkcionalnu plastičnost, čime im pomaže da se prilagode crevnim bolestima. bolesti“, komentariše prof. Geva-Zatorski. „Otvara vrata za ciljane intervencije koje imaju za cilj obnavljanje ravnoteže crevne mikrobiote kod pacijenata sa IBD.“
