Határok az immunológiában

Nyálkahártya immunitás

Ez a cikk a kutatási téma része

A fizikai és biológiai bélgátak szerepe a mikrobiota és az immunrendszer közötti áthallás modulálásában Az összes (15) cikk megtekintése

Szerkesztette

Julien DIANA

Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Franciaország

Felülvizsgálta

Carina Torn

Lund Egyetem, Svédország

Kendra Vehik

University of South Florida, Egyesült Államok

Janet M. Wenzlau

Colorado Egyetem Anschutz Medical Campus, Egyesült Államok

A szerkesztő és a lektorok kapcsolatai a legfrissebbek a Loop kutatási profiljukban, és nem feltétlenül tükrözik a felülvizsgálat idején fennálló helyzetüket.

Cikk letöltése
- PDF letöltése
- ReadCube
- EPUB
- XML (NLM)
- Kiegészítő
  Anyag
Exportálás
- EndNote
- Referencia menedzser
- Egyszerű TEXT fájl
- BibTex

OSZD MEG

Eredeti kutatás CIKK

1 Clinicum, Orvostudományi Kar, Helsinki Egyetem, Helsinki, Finnország
2 Transzlációs és kísérleti orvoslás, korai légzőszervi, gyulladásos és autoimmunitás, BioPharmaceuticals R&D, AstraZeneca, Göteborg, Svédország
3 Gyermekkórház, Helsinki Egyetem és Helsinki Egyetemi Kórház, Helsinki, Finnország
4 Ökológiai és genetikai kutatási egység, Oulu Egyetem, Oulu, Finnország
5 Biológiai és Környezettudományi Tanszék, Jyväskylä Egyetem, Jyväskylä, Finnország
6 Klinikai és molekuláris anyagcsere kutatási program, Orvostudományi Kar, Helsinki Egyetem, Helsinki, Finnország
7 Immunogenetikai Laboratórium, Turku Egyetem, Turku, Finnország

Bevezetés

A bél mikrobiota szerepe az autoimmun cukorbetegség szabályozójaként megalapozott a T1D állatmodelljeiben, amelyekben a mikrobiota modulációja befolyásolja a betegség kialakulását (16). A mikrobiomnak a T1D-vel kapcsolatos vizsgálata a mai napig a bél mikrobiota baktériumközösségére összpontosított, azonban az emberi mikrobióm komplex ökoszisztéma, amely baktériumokból, gombákból, archeákból és vírusokból áll. Az emberi gyomor-bél traktusban számos gombafajt azonosítottak (17, 18), amelyek a bél mikrobiotájának 0,1–1,0% -át képviselik (általában mycobiota). A gombasejtek száma meghaladja a baktériumsejteket, de eukarióta szervezetekként a gombák biokémiai útja lényegesen változatosabb, mint a baktériumoké (19). Tehát, ha figyelembe vesszük a bél mikrobiota bioaktív kapacitását, a mikobiota szerepe kiemelt jelentőségű, és figyelemre méltó lehetősége van a gazdasejt funkcióinak modulálására. Ez azt jelenti, hogy a mycobiota részvételének a mikrobiális közösségek zavaraiban és a befogadó egészségében való jelenlegi ismerete korlátozott. A myobiobiota szerepét a bélgyulladás és a gyulladásos betegségek szabályozójaként a gyulladásos bélbetegség, az allergia és az asztma (20–22) közelmúltbeli tanulmányai hangsúlyozták.

Ezenkívül a bakteriális mikrobiota változásai összekapcsolódhatnak a mycobiota változásaival, amelyek valószínűleg megzavarják a mikrobiomon belüli interking interakciókat, amint azt a Crohn-kór látható (21, 22). A bél mycobiota valóban képes módosítani a baktérium rekesz összetételét akár közvetlen kölcsönhatásokkal a baktériumokkal, akár a gazda immunrendszerén keresztül (18, 23).

A jelenlegi tanulmányban elemeztük a gombás és baktériumos bélmikrobiota összetételét, valamint a bélgyulladás markereit egy olyan szigetcsoport autoantitest pozitív és negatív csoportjában, akiknek HLA által tulajdonított genetikai hajlamuk volt a T1D-re. Ezután követtük a kohort a T1D kifejlődéséhez, átlagosan 8 év és 8 hónap. A gomba- és bakteriális adatokat egyesítve a T1D genetikai kockázatával küzdő gyermekeket három fő klaszterbe csoportosítottuk, a Saccharomyces, Clostridiales és Bacteroidales (Firmicutes és Bacteroidetes phyla). Az autoantitest-pozitív gyermekekben a Bacteroidales és a Clostridiales arányának megnövekedett arányát találták, míg azok a gyermekek, akik a követés során a klinikai T1D-re is átjutottak, magas Saccharomyces és Candida, valamint a bélgyulladás jelei, vagyis a széklet HBD2 és a keringő ASCA IgG fokozott szintje. Eredményeink azt mutatják, hogy a gombás és bakteriális bél mikrobiota diszbiózisa, valamint a bélgyulladás összefügg a T1D kialakulásával.

Anyagok és metódusok

Tanulmányi tárgyak

1.ábra. A vizsgálat megtervezése: Mikrobioma összetétel, bélgyulladás és a klinikai 1-es típusú cukorbetegség (T1D) kialakulása a követés során. Széklet- és vérmintákat gyűjtöttünk 26 gyermekből, akik legalább egy cukorbetegséggel társult autoantitest (IAA, GADA, IA-2A vagy ICA) szempontjából pozitívak voltak, és egyeztettek autoantitest-negatív gyermekekkel, akiknek HLA-érzékenysége volt a T1D-re. Az eset-kontroll párokat egyeztettük a HLA-DQB1 haplotípussal, az életkorral, a nemmel és a kisgyermekkori táplálkozással. A 16S baktérium és a gomba ITS2 szekvenálását és a bélgyulladás markereinek, nevezetesen a HBD2, a kalprotektin és a szekréciós összes IgA elemzését székletminták segítségével végeztük. A vérmintákat elemezték az ASCA IgA/IgG és a keringő IFNG, IL-17 és IL-22 citokinek szintjére. Az elemzések után a gyermekeket követték a klinikai T1D kialakulásában (medián 8 év és 8 hónap). A követés során kilenc autoantitest-pozitív gyermeknél diagnosztizálták a T1D-t, míg az egyik autoantitest-negatív gyermeknél nem alakult ki T1D.

Asztal 1. A vizsgálati alanyok jellemzői. Az AAb + gyermekek pozitívak legalább egy cukorbetegséggel társult autoantitestre, az AAb-gyermekek pedig negatívak a béta-sejtes autoantitestekre. A vizsgálati alanyok a TRIGR és a FINDIA kísérleti tanulmányok résztvevői voltak.

Autoantitest-vizsgálatok

Biokémiailag meghatározott autoantitesteket (IAA, IA-2A és GADA) specifikus rádiókötési módszerrel és ICA-kat standard immunfluoreszcens módszerrel elemeztünk, amint azt korábban a (24-26) -ben leírtuk. Az alkalmazott határértékek 2,80 relatív egység (RU) voltak az IAA-nál, 5,36 RU a GADA-nál és 0,78 RU az IA-2A-nál. A szigetsejt antitesteket közvetett immunfluoreszcencia módszerrel mértük, 2,5 Juvenile Diabetes Foundation egység határértékét alkalmazva.

HLA genotipizálás

A HLA-kockázati allélek szűrését a korábban leírtak szerint végeztük (24–26). A kockázathoz társított (DQB1 * 02, DQB1 * 03: 02) és védő (DQB1 * 03: 01, DQB1 * 06: 02 és DQB1 * 06: 03) allélek kezdeti HLA-DQB1 tipizálását DQA1 tipizálással egészítettük ki DQA1 * 02: 01 és DQA1 * 05 allél azoknál, akiknél a DQB1 * 02 védőallélok vagy a fő kockázati allél nélkül DQB1 * 03: 02.

DNS-kivonás

A székletmintákból a DNS-t QIAamp Fast DNA Stool Mini Kit (Qiagen, Németország) alkalmazásával extraháltuk. Röviden, a székletmintákat (180–220 mg) 1 ml InhibitEX pufferben felolvasztjuk, 1 percig vortexeljük és 10 percig 95 ° C-on inkubáljuk, hogy fokozzuk a nehezen lizálható taxonok lízisét. Centrifugálás után 200 μl felülúszót átvisszünk egy új csőbe proteináz K-val és puffer AL-val, majd alaposan vortexeljük. A lizátumot 70 ° C-on 10 percig inkubáltuk, majd 0,3 térfogat mennyiséget adtunk hozzá. abszolút etanol. Ezután a mintákat vortexeltük, pipettáztuk a QIAamp centrifugálási oszlopra, és 1 percig 20 000 x g sebességgel centrifugáltuk. Az oszlopot AW1 és AW2 pufferekkel mossuk, és a tiszta DNS-t 200 μl ATE pufferben eluáljuk és -20 ° C-on tároljuk. A DNS mennyiségét és minőségét NanoDrop ND-1000 spektrofotométerrel határoztuk meg (Thermo Fisher Scientific, Wilmington, DE, USA).

A bakteriális 16s rRNS és a Gomba ITS2 régió amplifikációja

Bioinformatikai elemzés

A baktériumok és gombák szekvenálási adatait QIIME v.1.9.1 (28) alkalmazásával dolgoztuk fel. Az olvasott adatokat minőségellenőrzéssel végeztük el az usearch minőségi szűrővezeték segítségével, így a potenciális kiméra szekvenciákat azonosítottuk és uchime-vel eltávolítottuk (29). A gyenge minőségű és kiméra leolvasások szűrése után a bakteriális adatkészlet 1,202 millió leolvasásból állt az 52 mintában, mintánként átlagosan 23 120 olvasással. A megfelelő végső gombadatállomány 130 000 kiváló minőségű, kiméra mentes leolvasást tartalmazott az 52 mintából, mintánként átlagosan 2501 olvasással. A szekvenciákat 97% -os hasonlósági küszöbértékkel csoportosítottuk az operatív taxonómiai egységekbe (OTU-k) az usearch segítségével (30). Alacsony előfordulási arányú OTU-k (0,05, PERMANOVA-val ábrázolva) magyarázó hatása a gomba- és baktériumközösségekre (2. kiegészítő táblázat). A gyermekek életkora és a HLA-kockázati osztály statisztikailag szignifikánsan hozzájárult a baktériumközösség teljes variációjához (o = 0,02, R 2 = 0,08, o 2 = 0,14, a fogadó kor és a HLA-kockázati osztály esetében), bár viszonylag alacsony meghatározási együtthatóval, és nem szignifikáns (o > 0,05) mindkét tényező hozzájárulása a mycobiome közösség szerkezetéhez (2. kiegészítő táblázat).

Idézet: Honkanen J, Vuorela A, Muthas D, Orivuori L, Luopajärvi K, Tejesvi MVG, Lavrinienko A, Pirttilä AM, Fogarty CL, Härkönen T, Ilonen J, Ruohtula T, Knip M, Koskimäki JJ és Vaarala O (2020) Fungal Diszbiózis és bélgyulladás béta-sejt autoimmun betegségben szenvedő gyermekeknél. Elülső. Immunol. 11: 468. doi: 10.3389/fimmu.2020.00468

Beérkezett: 2019. október 10 .; Elfogadva: 2020. február 28.;
Megjelent: 2020. március 19.

Julien Diana, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Franciaország

Carina Torn, Lund Egyetem, Svédország
Kendra Vehik, University of South Florida, Egyesült Államok
Janet Marie Wenzlau, University of Colorado Anschutz Medical Campus, Egyesült Államok