Новый механизм противомикробного действия пищевых волокон

Новое исследование на мышах выявило ранее неизвестное взаимодействие между молекулами, образующимися из пищевых волокон, и белком иммунных клеток, которое запускает защиту от инфекции, вызываемой бактериями Salmonella. Результаты работы представлены Хитоси Цугавой из Медицинской школы Университета Кейо в Токио и его коллегами в статье, опубликованной 29 сентября 2020 года в журнале PLOS Biology.

Известно, что микробы в кишечнике расщепляют поступающие с пищей волокна на молекулы, известные как короткоцепочечные жирные кислоты (short-chain fatty acids). Эти кислоты, по-видимому, защищают от патогенов, таких как Salmonella, влияя на активность иммунных клеток, включая макрофаги. Однако механизмы взаимодействия короткоцепочечных жирных кислот с иммунными клетками оставались неясными.

Чтобы лучше понять защитную роль этих кислот, исследователи провели серию лабораторных экспериментов. Они прикрепили короткоцепочечные жирные кислоты к поверхности синтетических «нанобисерин» и подвергли эти структуры воздействию содержимого клеток, обладающих характеристиками макрофагов, чтобы определить, какие белки в клетках взаимодействуют с кислотами.

Эта процедура показала, что короткоцепочечные жирные кислоты могут связываться с белком ASC (apoptosis-associated speck-like protein) — ранее неизвестное взаимодействие. Белок ASC является частью так называемого инфламмасомного комплекса — белковой структуры, которая помогает активировать воспалительный ответ для подавления патогенов. Дальнейшие эксперименты на макрофагах показали, что короткоцепочечные жирные кислоты защищают от инфекции Salmonella, связываясь с ASC и тем самым запуская активацию инфламмасомы.

Исследователи подтвердили и расширили свои выводы в экспериментах на мышах. Когда мышей, инфицированных Salmonella, кормили короткоцепочечными жирными кислотами или их предшественниками — пищевыми волокнами, кислоты связывались с ASC, запускали активацию инфламмасомы и продлевали выживаемость мышей.

Эти результаты дают новое представление о влиянии пищевых волокон на иммунную систему. Для определения применимости этих выводов к людям и изучения других потенциальных эффектов короткоцепочечных жирных кислот на иммунную систему потребуются дальнейшие исследования.