Μικροβίωμα εντέρου: Πώς επηρεάζει την άμυνα του οργανισμού μετά τη χημειοθεραπεία ή τη λευχαιμία

Τα λευκά αιμοσφαίρια ή κοκκιοκύτταρα είναι κύτταρα που αποτελούν μέρος του ενδογενούς ή έμφυτου ανοσοποιητικού συστήματος. Ο πιο κοινός τύπος κοκκιοκυττάρων είναι τα ουδετερόφιλα ή πολυμορφοπύρηνα, ένα είδος λευκών αιμοσφαιρίων που βοηθούν στην επιδιόρθωση των ιστών και την αντιμετώπιση των λοιμώξεων. Τα επίπεδά τους αυξάνονται συνήθως ως απόκριση σε μία λοίμωξη ή ένα τραυματισμό, ενώ μειώνονται σε σοβαρές ή χρόνιες λοιμώξεις, από φάρμακα ή εξαιτίας γενετικών νόσων.

Ο χαμηλός αριθμός ουδετερόφιλων στο αίμα ονομάζεται ουδετεροπενία. Αυτή η κατάσταση παρατηρείται συνήθως σε περιπτώσεις λευχαιμίας ή μετά από χημειοθεραπεία.

Είναι γνωστό ότι η ουδετεροπενία προκαλεί κοκκιοποίηση, τη διαδικασία σχηματισμού κοκκιοκυττάρων. Ωστόσο, οι ακριβείς μηχανισμοί με τους οποίους η ουδετεροπενία οδηγεί την κοκκιοποίηση δεν είναι πλήρως κατανοητοί.

Ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον αναπληρωτή καθηγητή Daigo Hashimoto και τον καθηγητή Takanori Teshima στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Hokkaido ανακάλυψαν ότι το μικροβίωμα του εντέρου παίζει κρίσιμο ρόλο στη διαδικασία της κοκκιοποίησης σε μοντέλα ποντικών.

Η αύξηση της κοκκιοποίησης πάνω από ένα ομοιοστατικό επίπεδο διακρίνεται στην επείγουσα κοκκιοποίηση, που οφείλεται στην παρουσία βακτηρίων, και την αντιδραστική κοκκιοποίηση, που σχετίζεται με την απουσία ενεργών μικροβιακών λοιμώξεων.

Ήταν γνωστό ότι η αντιδραστική κοκκιοποίηση εμφανίζεται μετά από ουδετεροπενία που προκαλείται από μεταμόσχευση αιμοποιητικών βλαστοκυττάρων (SCT) ή χημειοθεραπεία για τον καρκίνο.

Οι ερευνητές θέλησαν να κατανοήσουν τους μηχανισμούς με τους οποίους η ουδετεροπενία πυροδότησε την αντιδραστική κοκκιοποίηση σε αυτά τα δύο σενάρια.

Οι ερευνητές προκάλεσαν παρατεταμένη ουδετεροπενία σε μοντέλα ποντικών και παρατήρησαν τα επίπεδα κυτοκινών, μορίων κυτταρικής σηματοδότησης, που είναι γνωστό ότι σχετίζονται με την κοκκιοποίηση.

Βρήκαν ότι δύο κυτοκίνες ήταν σημαντικά αυξημένες: ο παράγοντας διέγερσης αποικιών των κοκκιοκυττάρων (Granulocyte Colony Stimulating Factor/GCSF) και η ιντερλευκίνη 17Α (IL-17A). Φάνηκε επίσης ότι η IL-17A ήταν κρίσιμη για την ανάκτηση ουδετερόφιλων. Οι ερευνητές επιβεβαίωσαν ότι τα Τ κύτταρα είναι η κύρια πηγή της IL-17A.

Βασιζόμενοι σε προηγούμενες έρευνες που πρότειναν ότι το μικροβίωμα του εντέρου θα μπορούσε να επηρεάζει την αιμοποίηση του μυελού των οστών και το αντίστροφο, θέλησαν να εξετάσουν εάν το μικροβίωμα επηρέαζε την κοκκιοποίηση. Διαπίστωσαν ότι το μικροβίωμα του εντέρου ρυθμίζει προς τα πάνω την αντιδραστική κοκκιοποίηση μέσω της IL-17A που εκκρίνεται από τα Τ κύτταρα και ότι η παρατεταμένη ουδετεροπενία μεταβάλλει το μικροβίωμα του εντέρου. Αυτή η αλλαγή στη σύνθεση του μικροβιώματος, ενίσχυσε την αντιδραστική κοκκιοποίηση.

Η μελέτη έδειξε ότι οι αλλαγές στο εντερικό μικροβίωμα που προκαλούνται από την ουδετεροπενία, διεγείρουν την αντιδραστική κοκκιοποίηση στον μυελό των οστών μέσω της IL-17A που εκκρίνεται από τα Τ κύτταρα, προάγοντας την ανάκτηση ουδετερόφιλων.

Η μελλοντική έρευνα θα επικεντρωθεί σε κλινικές δοκιμές για να ελεγχθεί εάν αυτή η διασταύρωση λαμβάνει χώρα στους ανθρώπους.

Άλλες μέθοδοι περιλαμβάνουν την ανάπτυξη αντιβιοτικών σκευασμάτων που αφήνουν ανέπαφα τα βακτήρια που υποστηρίζουν την κοκκιοποίηση.

Τα ευρήματα δημοσιεύτηκαν στην επιστημονική επιθεώρηση Proceedings of the National Academy of Sciences.