Hvordan tarmimmunsystemet nærer og beskytter

Tarmen til pattedyr lar næringsstoffer passere gjennom resten av kroppen mens de hindrer de fleste skadelige bakterier i å gjøre det samme. Ny forskning på mus avslører nå hvordan dette er mulig, og antyder implikasjoner for legemiddeldesign og levering.

Forskere har studert musens tarm for å lære mer om tarmenes evne til både å gi næring og beskytte mot skadelige bakterier.

Pattedyr, inkludert mennesker, har to tarmene - den lille og den store - som en del av fordøyelsessystemet. Disse tarmene utgjør sammen den nedre mage-tarmkanalen, og de spiller en avgjørende rolle i fordøyelsen og utskillelsen.

I nedre mage-tarmkanalen brytes delvis fordøyd mat fra magen ned i dets bestanddeler, som deretter passerer inn i blodet gjennom tarmveggen, slik at de kan nå forskjellige organer og deler av kroppen.

På samme tid hindrer imidlertid tarmveggen at de fleste skadelige stoffer går gjennom og infiserer blodet. Men hvordan skjer det? Dette er spørsmålet forskere fra Rockefeller University i New York, NY, har prøvd å svare på ved å gjennomføre en forundersøkelse på mus.

Forskningen - funnene som vises i tidsskriftet Natur - avslører et vesentlig skille i strukturen og organiseringen av tarmimmunsystemet, noe som gjør at visse deler av tarmene er mer sannsynlig å montere en immunrespons mot patogener (skadelige stoffer) enn andre deler.

"Ved første øyekast ser tarmen ut som jevn gjennom hele tiden," forklarer studieforfatter Daniel Mucida.

"Men vi har funnet et sofistikert funksjonelt system som lurer under overflaten, organisert i segmenter for å tillate forskjellige immunsystemfunksjoner på forskjellige steder."

Daniel Mucida

Nye funn og kliniske implikasjoner

For å bedre forstå hvordan tarmene "screener" for skadelige bakterier og holder dem i sjakk, så forskerne på tarmdrenerende lymfeknuter hos mus. Disse strukturene hjelper til med å montere en immunrespons mot patogener, slik at de ikke passerer gjennom tarmveggen.

Etterforskerne gjorde to viktige funn: For det første at forskjellige tarmlymfeknuter har forskjellige cellesammensetninger, og for det andre at disse avhenger av hvor i nedre mage-tarmkanalen de befinner seg.

For å finne ut hvordan forskjellige lymfeknuter reagerte på patogener, introduserte forskerne Salmonella enterica inn i musens tarm. Ved å gjøre dette så de at det var mer sannsynlig at noen lymfeknuter hadde en immunrespons mot bakterien enn andre.

Spesielt var det lymfeknuter i tykktarmen (tykktarmen) som reagerte mot Salmonella, for å sikre at den ikke smittet resten av systemet.

Derimot spilte lymfeknuter i tynntarmen mer en rolle for å absorbere næringsstoffer og levere dem i blodet.

Forskerne forklarer at denne separasjonen er fornuftig: Når tynntarmen har absorbert næringsstoffene, kan lymfeknuter i tyktarmen målrette og eliminere patogener.

Mucida og kollegaer påpeker også at å vite hvilken del av tarmene som er i stand til å montere den sterkeste immunresponsen, kan hjelpe forskere med å utarbeide bedre terapeutiske strategier for gastrointestinale tilstander.

Videre kan gjeldende åpenbaringer bane vei for å forbedre effektiviteten av orale vaksiner, som hittil ikke har vært i stand til å generere sterke nok immunresponser.

Etter å ha vurdert funnene i denne studien, mener forfatterne at orale vaksiner kan være ineffektive fordi deres aktive ingredienser engasjerer seg i immunsystemelementene i tynntarmen, som ikke klarer å gi en robust immunrespons.

"I teorien kan målretting mot den fjerne enden av tarmen være mer effektiv når det gjelder å indusere den nødvendige immunresponsen," bemerker Mucida og legger til at "[hvis vi bruker den rette regionen i tarmen, kan vi se at noen vaksiner fungerer som har tidligere mislyktes. ”

none:  luftveiene nødsmedisin copd