PAN bada wpływ mikrobiomu na odporność i choroby zapalne

Współczesna immunologia opiera się na zrozumieniu, że odpowiedź układu odpornościowego stanowi spektrum reakcji na bodźce, a nie prosty układ aktywacji i wyciszenia. Dlatego nowoczesne badania koncentrują się na identyfikacji procesów regulujących siłę i charakter tej odpowiedzi.

Prof. Tomasz Wypych, badacz specjalizujący się w mechanizmach zapalnych, wskazuje, że jednym z takich kluczowych mechanizmów jest komunikacja między mikrobiomem jelitowym a innymi narządami.

Wspólny mianownik wielu chorób zapalnych

Badania prof. Wypycha skupiają się na jednostkach chorobowych, które mimo odmiennych manifestacji klinicznych łączą wspólne mechanizmy immunologiczne.

– Badamy choroby płuc, przede wszystkim astmę oraz zespół ostrej niewydolności oddechowej, ale zajmujemy się również atopowym zapaleniem skóry oraz stwardnieniem rozsianym. To, co łączy te choroby, to nadmierny stan zapalny, czyli dysregulacja immunologiczna prowadząca do zbyt agresywnej odpowiedzi naszego układu odpornościowego – wyjaśnia specjalista.

W tym kontekście istotnym obszarem badań pozostaje rola mikrobiomu w regulacji tych procesów.

Epidemiologia dostarcza silnych dowodów na korelację między dysbiozą (zaburzeniem składu mikrobiomu) a rozwojem chorób, jednak – jak podkreśla ekspert – dowiedzenie bezpośredniego związku przyczynowo-skutkowego pozostaje na razie nierozwiązaną zagadką, która nabiera szczególnego znaczenia w kontekście lawinowo rosnącej liczby zachorowań na choroby o podłożu zapalnym.

Jak metabolity wpływają na odpowiedź immunologiczną

Istotną rolę w tym procesie odgrywa sygnalizacja między jelitami a odległymi narządami, takimi jak płuca czy mózg. Jednym z mechanizmów tej komunikacji jest działanie metabolitów wytwarzanych przez mikrobiom, które mogą wpływać na sposób, w jaki komórki odpornościowe reagują na bodźce. Zaburzenie tej regulacji może prowadzić do nadmiernej odpowiedzi zapalnej wobec bodźców, które nie stanowią faktycznego zagrożenia.

Znaczenie tych interakcji pokazują badania zespołu prof. Wypycha. W jednym z eksperymentów myszy we wczesnym etapie życia poddano antybiotykoterapii, co naruszyło równowagę mikrobiomu. Następnie obserwowano, że nawet po jego odbudowie zwierzęta nadal rozwijały silną astmę.

Wyniki obserwacji pokazały, że o wpływie mikrobiomu na rozwój choroby nie decyduje wyłącznie jego skład, lecz także jego aktywność metaboliczna.  W tym przypadku przyczyną był brak specyficznego metabolitu – pochodnej tryptofanu.

– Zanik tego związku powodował zaburzenie edukacji immunologicznej. W normalnych warunkach przedostawał się on do płuc i oddziaływał na komórki nabłonkowe, sygnalizując, że roztocza kurzu domowego nie stanowią realnego zagrożenia. Jeśli ta komunikacja w dzieciństwie nie zaszła, organizm nie nauczył się tego prawidłowo rozpoznawać – tłumaczy naukowiec.

Od odkrycia mechanizmu do potencjalnych zastosowań

Identyfikacja metabolitów regulujących odpowiedź immunologiczną otwiera możliwość rozwoju nowych kierunków terapeutycznych.

Zespół prof. Wypycha analizuje, w jaki sposób związki naturalnie wytwarzane przez mikrobiom mogą znaleźć zastosowanie w farmakologii – od probiotyków nowej generacji, przez maści zalecane w chorobach skóry, po terapie podawane donosowo, wspomagające funkcje płuc w stanach zapalnych i mogące stanowić alternatywę dla leków podawanych dożylnie.

Osobnym kierunkiem badań jest analiza potencjału tych mechanizmów w chorobach neuroimmunologicznych, takich jak stwardnienie rozsiane, a także szerzej – w procesach związanych z neurodegeneracją.

W obliczu rosnącej liczby pacjentów cierpiących na przewlekłe stany zapalne, badania podstawowe w immunologii mają kluczowe znaczenie dla zrozumienia procesów leżących u podłoża tych chorób i tworzą podstawę dla przyszłych strategii modulowania odpowiedzi immunologicznej.

Prace zespołu nad mikrobiomem i jego metabolitami otwierają drogę do opracowania nowych, coraz bardziej precyzyjnych terapii.

Pracownia Badań Mikrobiomu kierowana przez prof. Tomasza Wypycha koncentruje się na badaniu wpływu mikrobiomu na odporność oraz poszukiwaniu nowych strategii o potencjale terapeutycznym, takich jak probiotyki nowej generacji oraz związki chemiczne mogące stanowić podstawę nowych leków.

Przeczytaj także: „Mikrobiom jelitowy jako drogowskaz chorób wątroby”, „Wpływ antybiotykoterapii na mikrobiom widoczny nawet po 8 latach” i „Geografia astmy – jak miejsce zamieszkania zmienia mikrobiom dróg oddechowych”.