نقش آنتیبادیهای میزبان در تغییر بیان ژن در باکتریهای روده

نتایج جدیدترین پژوهشها بر روی فلور طبیعی روده، حاکی از آن است که آنتیبادیهای پوشانندهی سطوح مخاطی، که به دستهی IgA تعلق دارند، میتوانند رشد تعدادی از گونههای باکتریایی مفید ساکن در غشای مخاطی روده را از طریق بالا بردن سطح بیان پروتئینهای خاص، افزایش دهند.
پژوهشگران در مرکز علوم پزشکی جامع RIKEN در ژاپن، توضیح دادهاند که آنتیبادیهای ترشح شده در روده چگونه رشد باکتریهای مفید را تقویت میکنند. نتایج پژوهش آنها، که ۲۴ام جولای در قالب مقالهای در Journal of Experimental Medicine منتشر شده است، نشان میدهد که آنتیبادیهای نوع ایمونوگلوبین (A (IgA میتوانند بیان ژنهای باکتریایی را تغییر دهند. این به گونههای مختلفی از باکتریها اجازه میدهد با یکدیگر همکاری کرده و جمعیتی را تشکیل دهند که از بدن در برابر بیماری محافظت میکند.
تخمین زده میشود که هر روز، مقداری بین ۲ الی ۵ گرم از IgA در رودهی بالغین تولید گردد. IgA نخستین خط دفاعی در برابر باکتریهای بیماریزا در لولهی گوارشی است، که در عین حال، رشد یک میکروبیوم سالم در روده را نیز تقویت میکند. میکروبیوم (Microbiome) یا فلور طبیعی، به جمعیتی از باکتریهای مفید اطلاق میشود که در روده اقامت دارند. یک فرد بالغ نرمال، میزبان بیش از یک هزار گونهی باکتریایی در رودهی خود است، که عملکرد این اندام و سیستم ایمنی را تقویت کرده و بر روی وضعیت سلامت و بیماری نیز تأثیر میگذارد.
این مطالعه به سرپرستی Keiichiro Suzuki، نویسندهی اول مقاله، Akira Nakajima و همکارانشان در دانشگاه کیوتو و موسسهی یوکوهامای ریکن، به بررسی ساز و کار تأثیر IgA بر تقویت رشد باکتری های سالم روده پرداخته است.
آنتیبادیها معمولاً از طریق شناسایی پروتئینهای خاص بر روی سطح باکتری، با گونههای باکتریایی مضر مبارزه میکنند. با این حال، سوزوکی و همکارانش دریافتند که حتی IgAهایی که پروتئینهای غیرباکتریایی را نیز شناسایی میکنند، میتوانند سطح باکتریهای سالم روده را بپوشانند. این به این خاطر است که مولکولهای قند متصل به دم IgAها میتوانند به مولکولی به نام لیپو پلیساکارید متصل شوند. لیپو پلیساکارید در بسیاری از گونههای متفاوت باکتریایی یافت میشود.
اصلیترین باکتری شرکتکننده در ساختار فلور طبیعی روده، Bacteroides thetaiotaomicron یا B. theta، به طور ویژهای مستعد پوشانیده شدن با IgA است. سوزوکی و همکارانش مشاهده نمودند که قرار گرفتن در معرض IgA باعث میشود، B. theta مقدار بیان دو پروتئین را افزایش دهد. این دو پروتئین از لحاظ ساختاری در بسیاری از سویههای دیگر نیز مشترکاند.
پژوهشگران این مولکولهای پروتئینی را فاکتورهای عملکردی مرتبط با مخاط (MAFFs) نامیدند. پروتئینهای مذکور ظاهراً به رشد B. theta در غشای مخاطی روده کمک نموده و متابولیتهایی را تولید میکنند که به دیگر باکتریهای مفید، مانند ردهی کلوستریدیا، امکان رشد میدهد. در موشهای درمان شده با سویهای از B. theta که قادر به افزایش تولید MAFFها نیست، میکروبیوم روده تغییر میکند. این موشها نسبت به التهاب روده یا کولیت حساسترند.
دکتر سوزوکی توضیح میدهد: «ما میدانستیم که ایمونوگلوبولین A به نوعی در سلامت روده نقش دارد، اما کشف این مکانیسم جدید –سیستم MAFF- که واقعاً همزیستی میان باکتریهای ساکن در غشای مخاطی روده را تقویت میکند، هیجان انگیز بود. سیستم MAFF در انسان نیز وجود دارد. بنابراین، یک هدف پژوهشی هیجانانگیز محسوب میشود. اما، هنوز موارد زیادی برای پژوهش نمودن باقی مانده است. ما باید هدف مولکولی این سیستم را شناسایی کنیم تا متوجه شویم که بیان آن چگونه در کنار عناصر ژنتیکی همجوار، تنظیم میشود. امید است که پاسخ به این سؤالات بتواند به توسعهی روشهای جدید برای درمان یا پیشگیری از بیماری التهابی روده بینجامد.»
ترجمه: آزاده داودی