Сообщества бактерий, обитающих в человеческом организме, замешаны в патогенезе многих заболеваний. В новом исследовании, опубликованном в журнале Science, показана связь между микробиомом, иммунной системой и ожирением, которым сейчас страдает более 1,9 млрд человек на Земле. Мы уже писали о связи микробиоты кишечника с расстройствами аутистического спектра, о влиянии микробиома на развитие кистозных новообразований в поджелудочной железе, на вероятность заживления диабетической стопы и на риск инфицирования ВИЧ.

В более ранних работах исследователи из Медицинской школы университета штата Юта уже отмечали роль микробиоты кишечника и иммунной системы в развитии метаболических заболеваний. Так, у взрослых людей с ожирением снижена эффективность иммунного ответа на прививки, выше вероятность инфицирования и снижен уровень иммуноглобулинов А (IgA) в слизистых оболочках, а трансплантированная микробиота больных индивидов способна вызывать ожирение у мышей. Было показано также, что с ожирением коррелирует снижение разнообразия микроорганизмов, а оно зависит от иммунного ответа кишечника, опосредованного IgA.

Новое исследование проводили на животных с дефектным формированием Т-клеток и IgA в кишечнике (мыши, у которых не работает Myd88-сигналинг в Т-клетках, или T-Myd88^–/– мыши). Авторы обратили внимание, что, несмотря на стандартную диету, с возрастом такие мыши сильнее набирали в весе за счет жира (его массовая доля составляла 50%) в сравнении с животными дикого типа. Генетически обусловленный дефект иммунной системы вызывал нарушения метаболизма.

Роль бактерий в ожирении мышей Т-Myd88^–/– была подтверждена с помощью антибиотиков: мыши дикого типа на диете с высоким содержанием жиров имели один и тот же вес независимо от используемых антибиотиков, в то время как вес Т-Myd88^–/– мышей в этих экспериментах варьировал вплоть до уменьшения массы жировой ткани. Различия в составе микробиоты кишечника исследовали с помощью секвенирования 16S рРНК и обнаружили снижение видового разнообразия бактерий группы Clostridia. Кстати, дефицит клостридий в кишечном микробиоме наблюдается и у людей, страдающих ожирением.

Важность бактерий этой группы подтвердили эксперименты с содержанием в одной и той же клетке мышей дикого типа и Т-Myd88^–/–. Мыши обменивались микрофлорой за счет копрофагии, в результате и у мышей дикого типа на диете с повышенным содержанием жира развился метаболический синдром. А если мышам Т-Myd88^–/– давать клостридий, то у них снижается масса тела. Эксперименты по совместному содержанию мышей показали также, что причиной снижения разнообразия Clostridia могут быть бактерии группы Desulfovibrio.

Оказалось, что за регуляцию состава микробиоты отвечает иммунная система. У мышей, подверженных ожирению, IgA чаще взаимодействовали с бактериями Clostridia и Desulfovibrio. Таким путем иммунная система может регулировать колонизацию кишечника определенными группами бактерий. В свою очередь, разные группы бактерий могут регулировать экспрессию мембранного белка CD36, таким образом увеличивая или уменьшая абсорбцию липидов в кишечнике, влияя на развитие ожирения.