Nature Communications jurnalında dərc olunan New Northwestern Medicine tədqiqatı göstərir ki, bağırsaq bakteriyaları qida lifini həzm etdikdə əmələ gələn bir maddə bağırsağı örtən hüceyrələrdə davamlı molekulyar iz buraxa bilər. Bu iz immun tolerantlığını artırır və metabolitlə təmas bitdikdən sonra belə iltihabi bağırsaq xəstəliyi kimi xəstəliklərdən qorunmağa kömək edə bilər.

Stenli Qradovski adına qastroenterologiya professoru və mikrobiologiya-immunologiya və patologiya professoru, fəlsəfə doktoru Yinqzi Konq tədqiqatın baş və həmmüəllif müəllifi idi.

Tədqiqatçılar nəticələrin bağırsaq mikrobları tərəfindən istehsal olunan faydalı birləşmələrin bağırsaq astarını effektiv şəkildə “məşq etdirə” biləcəyi və zamanla immun tolerantlığını qorumağa kömək edə biləcəyi fikrini dəstəkləyir.

Tədqiqatın birinci və həmmüəllif müəllifi, Qastroenterologiya və Hepatologiya Bölməsində Tibb üzrə tədqiqat dosenti, fəlsəfə doktoru Tianminq Yu bildirib ki, “Laboratoriyamız uzun müddətdir ki, bağırsaq mikrobiotasının bağırsaq mukozasının səthlərində immun reaksiyalarını necə tənzimlədiyi ilə maraqlanır.” “Qida lifinin fermentasiyası zamanı bağırsaq bakteriyaları tərəfindən istehsal olunan qısa zəncirli yağ turşularının (QZYT) bağırsaqda iltihab əleyhinə təsirləri olduğu məlumdur.”

Butiratın bağırsaq toxunulmazlığına necə təsir edə biləcəyi

Yu bildirib ki, əsas məsələlərdən biri həll olunmamış qalıb.

Yu dedi: “Bağırsaqdakı butiratın böyük bir hissəsi bağırsaq epitel hüceyrələri (IEC) tərəfindən sürətlə sorulur və metabolizə olunur ki, bu da birbaşa əsas immun hüceyrələrinə çata bilən sərbəst butiratın miqdarını məhdudlaşdırır. Bu, bizi butiratın IEC-lər vasitəsilə bağırsaq immunitetini tənzimləmək üçün təsir göstərə biləcəyini soruşmağa vadar etdi.”

Tədqiqat aparmaq üçün tədqiqatçılar siçanlara müəyyən bir müddət ərzində içməli sularında butirat verdilər və sonra müalicəni dayandırdılar. Butirat çıxarıldıqdan iki həftə sonra CD4+ T-hüceyrələri hələ də bağırsaq iltihabını idarə etməyə kömək edən vacib bir antiinflamatuar sitokin olan IL-10-un yüksək səviyyələrini istehsal edirdi.

Müalicə olunan siçanlar kimyəvi yolla induksiya olunmuş kolitə qarşı daha davamlı idilər. Müalicə olunmamış heyvanlarla müqayisədə onlar daha az çəki itirdilər, iltihab markerlərinin səviyyəsi daha aşağı idi və toxuma zədələnməsi daha az ağır idi. Tədqiqata görə, bu qorunma IL-10 siqnalından asılı idi.

Tədqiqatçılar həmçinin müəyyən ediblər ki, uzunmüddətli təsir bağırsaq mikrobiomunun özündəki dəyişikliklərdən qaynaqlanmır. Bütün mikroblardan məhrum olan mikrobsuz siçanların iştirak etdiyi təcrübələrdə butirat yenə də davamlı immun tənzimləyici mühit yaradıb.

Yu dedi: “Biz aşkar etdik ki, oral butirat müalicəsi bağırsaqda davamlı immunorequlyator reaksiyaya səbəb olur və bu, CD4+ T-hüceyrələrində IL-10 istehsalının artması və butirat müalicəsi dayandırıldıqdan sonra belə bağırsaq iltihabından qorunma ilə xarakterizə olunur. Bu təsir həmçinin mikrobsuz siçanlarda da müşahidə olunub və bu, butiratın davamlı mikrob stimullaşdırılmasından asılı olmayan davamlı bağırsaq mühiti yarada biləcəyini göstərir.”

Bağırsaq hüceyrələri davamlı bioloji siqnal saxlaya bilər

Yu və həmkarları daha sonra bədən və mikrobiom arasında fiziki sərhədi təşkil edən bağırsaq epitel hüceyrələrinə (IEC) diqqət yetirdilər. Laboratoriya təcrübələrində butirata məruz qalan epitel hüceyrələri həm siçan, həm də insan T-hüceyrələrində IL-10 istehsalında güclü artıma səbəb oldu.

Yu dedi: “Bundan əlavə, butiratla işlənmiş IEC-lərdən alınan şərtləndirilmiş mühitin həm siçan, həm də insan T-hüceyrə kulturası sistemlərində IL-10 istehsal edən CD4+ T-hüceyrələrini güclü şəkildə induksiya etdiyini aşkar etdik. Bu tapıntılar göstərir ki, IEC-lər butiratla müalicədən sonra bəzi immunorequlyator amilləri ifraz edir və bu amillər T-hüceyrələrinə təsir göstərə bilər.”

Daha sonra komanda bu siqnalı daşıya biləcək molekulları axtarmaq üçün metabolomik analizdən istifadə etdi. Ehtimal olunan namizədlərdən biri N1-asetilspermidin idi. Yu bildirib ki, birləşmə T-hüceyrələrində IL-10 istehsalını artırıb və butirata məruz qalan epitel hüceyrələri tərəfindən yaradılan immun tənzimləyici fəaliyyətin bir hissəsini təşkil edir.

Yu dedi: “Mexaniki olaraq, butiratın IEC-lərə təsir etdiyini və asetilpoliamin biosintetik fermenti olan Sat1-in davamlı transkripsiya və epigenetik aktivləşməsini stimullaşdırdığını aşkar etdik. Bu, butiratla işlənmiş IEC ilə şərtləndirilmiş mühitin CD4⁺ T-hüceyrələrində IL-10 istehsalını stimullaşdırmaq qabiliyyətinə töhfə verən N1-asetilspermidin metabolitinin istehsalını təşviq edir.”

Nəticələr bağırsaq epitel hüceyrələrinin əsasən müvəqqəti reaksiya verən və əsas rolu maneə kimi xidmət edən ənənəvi fikri şübhə altına alır. Bunun əvəzinə, tapıntılar göstərir ki, bu hüceyrələr mikrobiomdan gələn faydalı siqnalların daha uzunmüddətli molekulyar qeydini saxlaya bilər.

Yu dedi: “Bu işin əhəmiyyəti ondan ibarətdir ki, mikrobiotadan əldə edilən metabolitin davamlı epitelial T-hüceyrə çarpazlığı yarada biləcəyi mexanizmi müəyyən edir. Bağırsaq epiteli tez-tez lüminal stimullara tez cavab verən qısamüddətli bir baryer kimi qəbul edilir. Tapıntılarımız göstərir ki, o, həmçinin mikrob metabolit siqnalının davamlı izini saxlaya bilər. Tədqiqat həmçinin faydalı mikrob metabolitlərinin IEC-ləri zamanla immun tolerantlığını qorumaq üçün “məşq edə” biləcəyi fikrini təqdim edir.”

İltihabi bağırsaq xəstəliyi üçün potensial təsirlər

Tapıntıları təsdiqləmək və eyni mexanizmin insanlarda işləyib-işləmədiyini müəyyən etmək üçün daha çox araşdırma aparmaq lazım olacaq, lakin Yu bildirib ki, bu iş nəticədə iltihabi bağırsaq xəstəliyinə təsir göstərə bilər.

Yu dedi: “Növbəti vacib addımlardan biri, xüsusilə iltihabi bağırsaq xəstəliyi olan xəstələrdə bu epitelial metabolik yolun insan bağırsaq xəstəliklərində necə işlədiyini müəyyən etməkdir. Biz butirat-Sat1-N1-asetilspermidin yolunun insan IEC-lərində dəyişdirilib-dəyişdirilmədiyini və bunun immun tənzimlənməsi və ya xəstəlik fəaliyyəti ilə əlaqəli olub-olmadığını yoxlamaqda maraqlıyıq.”

Tədqiqatçılar həmçinin təsirə səbəb ola biləcək digər metabolitləri də araşdırmaq niyyətindədirlər. N1-asetilspermidin özlüyündə təcrübələrdə müşahidə edilən bütün immun tənzimləyici aktivliyi tam şəkildə izah etmirdi.

Yu, uzunmüddətli perspektivdə tapıntıların alimlərin pəhriz, bağırsaq mikrobları tərəfindən istehsal olunan metabolitlər və bağırsaq astarları arasındakı əlaqəni anlamalarını genişləndirə biləcəyini söylədi.

“Bir çox tədqiqat iltihabın epitel hüceyrələrində zərərli yaddaş yarada biləcəyinə yönəlmişdir, lakin tapıntılarımız göstərir ki, faydalı mikrob metabolitləri də qoruyucu epitel proqramları yarada bilər”, – deyə o bildirib. “Pəhrizin, mikrobiotadan əldə edilən metabolitlərin və iltihabın bağırsaq epitel yaddaşını necə formalaşdırdığını anlamaq iltihabi bağırsaq xəstəliyində bağırsaq immun tolerantlığının bərpası üçün yeni istiqamətlər aça bilər.”

Tədqiqatın həmmüəlliflərindən biri də tibb elmləri doktoru, Qastroenterologiya və Hepatologiya Bölməsində tibb üzrə tədqiqat dosenti Venjinq Yanq idi.

Feinberg-in digər həmmüəllifləri arasında Qastroenterologiya və Hepatologiya Bölməsində Tibb üzrə tədqiqat dosenti, tibb elmləri doktoru Suxia Yao və Qastroenterologiya və Hepatologiya Bölməsində Tibb üzrə dosent, tibb elmləri doktoru Parambir Dulai var.

Konq, Yu, Yanq, Yao və Dulai İnsan İmmunobiologiyası Mərkəzinin üzvləridir.

Tədqiqat Milli Səhiyyə İnstitutlarının DK135193, DK124132 və DK145439 qrantları tərəfindən dəstəklənib.