Исследователи обнаружили, что обычный член кишечного микробиома человека отдает особое предпочтение антигенам группы крови А.
Эта специфичность может дать ему преимущество при поиске сахаров, позволяя ему легче заселять кишечник. Наличие антигена группы крови А в слизи различается в разных частях кишечника, поэтому это может гарантировать, что эти микробы колонизируют правильные части пищеварительной системы, чтобы максимизировать их пользу для нашего здоровья.
Большинство людей знакомы с группами крови, которые определяются наличием или отсутствием молекул, известных как антигены А и В, на поверхности эритроцитов. За столетие, прошедшее с тех пор, как Карл Ландштейнер впервые описал эту систему, стало очевидно, что эти антигены «группы крови» также можно найти на многих других поверхностях тела и в выделениях. Это зависит от генетики человека, но около 80% представителей европеоидной расы имеют статус «секретора».
Одним из мест, где обнаруживаются антигены группы крови, является слизь, покрывающая слизистую оболочку пищеварительной системы. Это густое липкое вещество обеспечивает среду для жизни кишечного микробиома, а также сахара для питания. Это сообщество микробов жизненно важно для здоровья и предотвращения болезней и инфекций, а организм вырабатывает слизь в качестве защитного барьера.
Профессор Натали Джуге и ее команда из Института Квадрам изучали, как слизистый слой тела способствует оптимальному балансу микробов для колонизации и процветания. Слизь состоит из белков, называемых муцинами, которые представляют собой длинные цепи, густо покрытые сахарами.
Белки муцина «покрыты» рядом различных молекул, которые предотвращают доступ бактерий к сахарам, если только они не обладают специфическими ферментами для разрушения крышки.
Ранее профессор Джуге и ее коллеги обнаружили, что специфичность этой крышки означает, что только определенные бактерии могут получить доступ к муциновым сахарам, что способствует колонизации бактериями определенных ниш в кишечнике.
Их работа была сосредоточена на бактериях Ruminococcus gnavus, видном члене микробиома кишечника. Они являются одними из первых бактерий, которые колонизируют кишечник младенцев, но также обнаруживаются у 90% взрослых, что делает их идеальными для изучения механизмов формирования здорового микробиома. Интересно, что R. gnavus также положительно или отрицательно связан с рядом заболеваний и состояний человека, от воспалительного заболевания кишечника (ВЗК) до неврологических расстройств. Поэтому большой интерес представляет выяснение механизмов адаптации штаммов R. gnavus к среде кишечника.
В исследовании, опубликованном в журнале PLOS Biology , исследователи определили, что штаммы Ruminococcus gnavus могут вырабатывать ферменты, используемые для разрушения муциновых колпачков, сделанных из антигена группы крови А.
Активность высоко специфична к антигену группы крови А; дальнейший анализ показал, что он не может действовать на антигены других групп крови.
Чтобы понять основу специфичности фермента к антигенам группы крови А, команда работала с коллегами из Diamond Light Source и экспертами по ЯМР в UEA, чтобы выявить структурные взаимодействия фермента с группой крови А и показать, как его форма идеально соответствует антигенам группы крови. тот из антигена, который имеет решающее значение для его активности. Из этого они смогли определить части фермента, ответственные за его активность, предоставив подробную информацию о том, как он работает.
Анализ геномики показал, что ген этого фермента является частью кластера генов, которые позволяют бактериям использовать муцины в качестве источника энергии, а фермент антигена группы крови А является ключом к раскрытию этого потенциала.
Открытие штаммов бактерий в кишечном микробиоме, обладающих специфичностью к перевариванию муцинов с антигенами группы крови А, добавляет еще один слой к нашему пониманию того, как формируются микробиомы. Но означает ли это, что люди с разными группами крови имеют общие характерные профили микробиома? Предыдущие исследования рассматривали возникновение таких ассоциаций, но с противоречивыми результатами. Это исследование предоставляет механистические доказательства того, что эти бактерии взаимодействуют с антигеном группы крови А, что может иметь преимущество для колонизации младенцев и взрослых с группой крови А, но значение этого для людей еще предстоит продемонстрировать. Аналогично, более подробные исследованияо распределении антигенов группы крови А в слизи в различных частях пищеварительной системы необходимо, чтобы подтвердить, является ли это способом поощрения этих бактерий поселиться в определенных частях кишечника.
Информация из этого исследования о ферментах, действующих на антигены группы крови, также может быть полезна в борьбе с инфекциями, поскольку считается, что они являются мишенью для целого ряда болезнетворных микробов. Например, норовирус и SARS-CoV-2, по-видимому, отдают предпочтение антигенам группы крови. Специфичность группы крови А, обнаруженная в этом исследовании, может иметь потенциальное применение в диагностике или терапии.
