Střevní bakterie a imunitní systém

Ač je to k nevíře, mezi buňkami lidského těla převažují buňky bakteriální. Každý gram nevábného obsahu lidského tlustého střeva obsahuje totiž kolem 10¹² bakterií, jichž je 500–1000 rozličných druhů. Během milionů let soužití se naše tělo naučilo své „podnájemníky“ tolerovat, a mnohé z nich dokonce potřebuje – jedni mu pomáhají trávit, druzí mu dodávají důležité živiny, třetí ho chrání před nebezpečnými mikroorganizmy. Bakteriální střevní flora je důležitá pro vývoj imunitního systému, který ostatně souvisí hlavně se zažívacím a dýchacím traktem (80 procent protilátek imunitního systému je vylučováno na povrch sliznic).

Soupeření pomocných lymfocytů

O to, jak složení střevní flory ovlivňuje vývoj imunitního systému, se kromě badatelů zajímají výrobci více či méně ověřených (přinejmenším však neškodných) „probiotik“, která mají vyladit poměry ve střevě a zajistit v imunitním systému rovnováhu.

Organizmus je právě v zažívacím (a dýchacím) traktu konfrontován s obrovským množstvím cizorodých struktur, na které nějakým způsobem reaguje. Na druhé straně ovšem zdravý povrch sliznic do značné míry izoluje střevní obsah od různých typů imunitních buněk, které sídlí pod slizničním povrchem.

Donedávna se soudilo, že imunitní systém získává vzorky střevních antigenů hlavně pomocí M-buněk, které přenášejí antigeny z povrchu sliznice dovnitř, kde na ně čekají imunitní buňky. Teprve nedávno se zjistilo, že dendritické buňky (které mají v imunitě klíčovou roli) prostrkují své výběžky mezi buňkami epitelu až na slizniční povrch, tam si samy opatřují vzorky přítomných látek a vystavují jejich fragmenty na svém povrchu (viz Vesmír 81, 131, 2002/3).

Již dávno se ví, že vyvíjející se imunitní systém potřebuje kontakt s bakteriálními produkty, aby se nastavila rovnováha mezi jeho schopností reagovat na určité patogeny zánětem, na jiné protilátkami. Tento základní imunitní regulační systém funguje na principu soupeření pomocných T-lymfocytů Th1 a Th2 (viz Vesmír 83, 134, 2004/3). Jestliže v dětském imunitním systému převáží a zafixuje se schopnost aktivovat lymfocyty Th2, může organizmus produkovat až příliš snadno imunoglobuliny E, což jsou protilátky žádoucí třeba v boji se střevními mnohobuněčnými parazity, zároveň však nežádoucí, jestliže reagují na kdejaký alergen.

Polysacharid opravující vadnou imunitu

Dosud nebyly známy konkrétní produkty střevních bakterií, které ovlivňují vývoj imunitního systému. Nedávno však Dennis Kasper a jeho kolegové z Harvardovy univerzity (Cell 122, 107–118, 2005) zjistili, že při kolonizaci myšího střevního traktu je pro vznik imunity důležitý bakteriální polysacharid produkovaný Bacteroides fragilis. Myši, které byly po narození udržovány ve sterilním prostředí, měly ve slezině mnohem méně pomocných T-lymfocytů, ale po kolonizaci Bacteroides fragilis se tento defekt napravil. Zásadně důležité však bylo, zda použitý bakteriální kmen produkuje specifický polysacharid. K nápravě stačil i čistý polysacharid (bez přítomnosti bakterie) vpravený do střevního traktu. Právě tenhle polysacharid dendritické buňky svými výběžky vyhmátnou, zpracují jej a jeho fragmenty vystaví na svém povrchu. Tam je rozeznají příslušné T-lymfocyty, pomnoží se, dozrají a kolonizují celý imunitní systém. Teprve loni ostatně Kasperova skupina překvapivě objevila, že dendritické buňky jsou schopné předkládat T-lymfocytům fragmenty polysacharidů (ačkoli dříve se mělo za to, že předkládají jen peptidové fragmenty proteinů).

Proč alergiků přibývá?

Důležité je, že přítomnost polysacharidu z Bacteroides fragilis podněcuje vývoj pomocných T-lymfocytů typu Th1, vylučujících interferon gama. Ty se pak usazují ve slezině i v lymfatických uzlinách a interferon gama při dalších imunitních reakcích (nejen v blízkosti střevní sliznice) tlumí vývoj a projevy buněk Th2. Jestliže ale vyvíjející se imunitní systém není bakteriálním polysacharidem ovlivněn, převládne protilátková imunitní reaktivita založená na lymfocytech Th2, která vede k produkci protilátek.

Objev Kasperovy skupiny může být klíčem k vysvětlení epidemie alergií. Jestliže není zažívací trakt dítěte kolonizován správnými bakteriemi produkujícími polysacharidy, jež podporují vývoj buněk Th1, převládnou při odpovědích na různé podněty (pylová zrnka či prach) konkurenční buňky Th2. Ty podporují vznik IgE protilátek, odpovědných za alergické reakce. Porucha může být způsobena tím, že dnešní kojenec je často udržován v takřka sterilně čistém prostředí. Příčinou může být také časté užívání antibiotik a snad i nesprávné složení stravy. Abnormální složení střevní fl ory pak přetrvává; podle některých studií mají alergici skutečně odlišné zastoupení základních druhů střevních mikroorganizmů.

Tyto poznatky představují další krok na cestě od vyprávění o příznivých účincích jogurtu k objasnění molekulární podstaty vztahu mezi střevní mikrofl órou a imunitním systémem. Není pochyb, že to nakonec povede také k prakticky využitelným profylaktickým a terapeutickým prostředkům.