Влияние паразитических червей на иммунную систему
Воздействие паразитических червей или гельминтов на иммунную систему является недавно появившейся темой исследований иммунологов и других биологов. В экспериментах участвовал широкий спектр паразитов , болезней и хозяев . Особый интерес представляет воздействие на человека. хозяина Склонность многих паразитических червей усмирять иммунный ответ позволяет им смягчать одни заболевания и ухудшать другие. [ 1 ]
Гипотеза иммунного ответа
[ редактировать ]Механизмы иммунной регуляции
[ редактировать ]Обширные исследования показывают, что паразитические черви обладают способностью деактивировать определенные клетки иммунной системы, что приводит к более мягкому иммунному ответу. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] По словам Грэма Рука, профессора медицинской микробиологии Университетского колледжа Лондона, зачастую такая реакция полезна как для паразита, так и для хозяина. [ 9 ] Это иммунное «расслабление» затрагивает всю иммунную систему, уменьшая иммунные реакции против безвредных аллергенов , кишечной флоры и самого организма. [ 9 ]
Раньше считалось, что гельминты просто подавляют Т-хелперы типа 1 (Th1), одновременно индуцируя Т-хелперы типа 2 (Th2) . [ 9 ] Рук отмечает, что эта гипотеза могла бы объяснить только регуляторное воздействие паразитических червей на аутоиммунные заболевания, вызванные клетками Th1. [ 10 ] Однако гельминты также регулируют заболевания, вызванные Th2, такие как аллергия и астма . [ 10 ] Рук постулирует, что разные паразитические черви подавляют разные типы Th, но всегда в пользу регуляторных T (Treg) клеток . [ 10 ]
Рук объясняет, что эти регуляторные Т-клетки выделяют интерлейкины , которые борются с воспалением . [ 10 ] В Журнале биомедицины и биотехнологии Осада и др. Обратите внимание, что макрофаги, индуцированные Treg-клетками, борются не только с паразитарными заболеваниями, но и противостоят реакции иммунной системы на аллергены и организм. [ 11 ] По словам Хопкина, автора статьи об астме и паразитических червях в журнале «Parasite Immunology» 2009 года , активируются и другие механизмы иммунорегуляции, в том числе тучные клетки , эозинофилы и цитокины , которые вызывают сильный ответ иммуноглобулина E (IgE) . [ 12 ] Все это борется с гиперактивным иммунным ответом, уменьшает воспаление во всем организме и, таким образом, приводит к менее тяжелым аутоиммунным заболеваниям. [ 12 ]
Осада и др. утверждают, что, поскольку паразитические черви могут сами состоять и часто состоят из аллергенов, степень, в которой они успокаивают или возбуждают иммунный ответ против аллергенов, представляет собой баланс их регулирующих эффектов и их аллергенных компонентов. [ 11 ] Следовательно, в зависимости от обеих этих переменных некоторые паразитические черви могут усугубить аллергию. [ 11 ]
В своей статье «Иммунология паразитов» о червях и вирусных инфекциях Камаль и др. объясните, почему некоторые паразитические черви ухудшают иммунный ответ. [ 13 ] Поскольку паразитические черви часто индуцируют клетки Th2 и приводят к подавлению клеток Th1, возникают проблемы, когда необходимы клетки Th1. [ 13 ] Такие случаи случаются при вирусных заболеваниях. [ 13 ] Несколько примеров вирусных инфекций, усугубляемых паразитическими червями, описаны ниже в разделе «Негативные последствия».
Эволюционная теория
[ редактировать ]Предполагается, что положительное воздействие паразитических червей является результатом миллионов лет эволюции , когда люди и предки человека постоянно были населены паразитическими червями. [ 9 ] В журнале EMBO Reports Рук говорит, что такие гельминты «либо являются вещами, которые действительно не причиняют нам вреда, либо вещами, при которых иммунная система вынуждена сдаваться и избегать борьбы, потому что это просто пустая трата времени». [ 14 ] «В журнале «Иммунология » Рук утверждает, что, поскольку паразитические черви присутствовали почти всегда, иммунная система человека разработала способ лечения их, не вызывающий повреждения тканей. [ 9 ]
Иммунная система расширяет этот ответ на обработку аутоантигенов , смягчая реакции организма на аллергены, [ 9 ] и пищеварительных микроорганизмов. [ 15 ] Когда черви разработали способы запуска полезного иммунного ответа, люди стали полагаться на паразитическое взаимодействие, чтобы помочь регулировать свою иммунную систему. по мере того как развитые страны развивались в области технологий, медицины и санитарии, паразитические черви в этих странах были в основном уничтожены. По словам Вайнштока в медицинском журнале Gut , [ 16 ] Поскольку эти события произошли совсем недавно на эволюционной шкале, и люди развивались гораздо быстрее технологически, чем генетически, иммунная система человека еще не адаптировалась к отсутствию внутренних червей. [ 9 ] Эта теория пытается объяснить быстрый рост случаев аллергии и астмы в прошлом веке в развитых странах, а также относительное отсутствие аутоиммунных заболеваний в развивающихся странах , где паразиты более распространены. [ 9 ]
Сравнение с гигиенической гипотезой
[ редактировать ]По словам Рука, гигиеническая гипотеза постулирует, что снижение воздействия патогенов и других микроорганизмов приводит к увеличению числа аутоиммунных заболеваний. [ 17 ] Эта теория и теория о том, что некоторые паразитические черви успокаивают иммунный ответ, схожи в том, что обе теории объясняют недавний рост аутоиммунных заболеваний снижением уровня патогенов в развитых странах. Однако Гигиеническая Гипотеза утверждает, что к этому привело отсутствие патогенных организмов в целом. [ 17 ] Напротив, теория паразитических червей анализирует только гельминтов, особенно тех, которые обладают регулирующим эффектом. [ 17 ]
Положительные эффекты
[ редактировать ]диабет 1 типа
[ редактировать ]Диабет 1 типа (СД1) — аутоиммунное заболевание, при котором иммунная система разрушает бета-клетки поджелудочной железы . [ 2 ] в эксперименте на мышах заражение паразитическими червями или продуктами гельминтов в целом подавляло спонтанное развитие СД1. По данным Энн Кук в журнале Immunology , [ 2 ] Однако результаты различались у разных видов паразитических червей. [ 2 ] Некоторые средства от гельминтов, например белок нематоды Acanthocheilonema vitae , не оказали никакого эффекта. [ 2 ] Другой инфекционный агент, Salmonella typhimurium, оказался успешным даже при введении на поздних стадиях развития СД1. [ 2 ]
Аллергия и астма
[ редактировать ]По мнению Хопкина, астма связана с атопической аллергией , которая, в свою очередь, предполагает высвобождение медиаторов, вызывающих воспаление. [ 12 ] В 2007 году Мелендес и его коллеги изучали филяриатозных нематод и ES-62, белок, который нематоды секретируют в своем хозяине. [ 3 ] Они обнаружили, что чистый ES-62 предотвращает высвобождение аллергенных медиаторов воспаления у мышей, что приводит к ослаблению аллергических и астматических симптомов. [ 3 ] В Журнале иммунологии Башир и др. описывают свои экспериментальные данные о том, что аллергическая реакция на арахис подавляется у мышей, инфицированных кишечными паразитами. [ 4 ]
Воспалительное заболевание кишечника
[ редактировать ]Воспалительное заболевание кишечника (ВЗК) — аутоиммунное заболевание, сопровождающееся воспалением слизистой оболочки . [ 6 ] Язвенный колит (ЯК) и болезнь Крона (БК) являются типами ВЗК. [ 6 ] В медицинском журнале Gut Moreels et al. описывают свои эксперименты по индуцированному колиту у крыс. [ 5 ] Они обнаружили, что заражение крыс паразитическим червем Schistosoma mansoni привело к облегчению последствий колита. [ 5 ] По словам Вайнстока, состояние пациентов с ЯК или БК улучшается при заражении паразитическим червем- власоглавом . [ 6 ]
Артрит
[ редактировать ]В 2003 году Иэн Макиннес и др. обнаружили, что мыши, индуцированные артритом, испытывали меньше воспалений и других артритных эффектов при заражении ES-62, белком, полученным из филяриальных нематод, разновидности паразитических червей. [ 18 ] Аналогичным образом, в Международном журнале паразитологии Osada et al. опубликовали свои экспериментальные данные о том, что у мышей с артритом, инфицированных паразитическим червем Schistosoma mansoni, иммунная система подавлена. [ 19 ] Это привело к устойчивости к артриту. [ 19 ]
Рассеянный склероз
[ редактировать ]В 2007 году Хорхе Корреале и др. изучали влияние паразитарной инфекции на рассеянный склероз (РС). Корреале обследовал нескольких пациентов с рассеянным склерозом, инфицированных паразитами, сопоставимых пациентов с рассеянным склерозом без паразитов и аналогичных здоровых субъектов в течение 4,6 лет. [ 8 ] В ходе исследования пациенты с рассеянным склерозом, инфицированные паразитами, испытывали гораздо меньшие последствия рассеянного склероза, чем неинфицированные пациенты с рассеянным склерозом. [ 8 ]
Негативные эффекты
[ редактировать ]Вакцинация
[ редактировать ]В журнале Parasite Immunology Камаль и др. объясняет, что паразитические черви часто ослабляют способность иммунной системы эффективно реагировать на вакцину , поскольку такие черви вызывают иммунный ответ на основе Th2, который менее чувствителен, чем обычно, к антигенам. [ 20 ] Это является серьезной проблемой в развивающихся странах, где паразитические черви существуют в большом количестве и существует необходимость в вакцинации. [ 20 ] Это может объяснить, почему вакцины часто неэффективны в развивающихся странах. [ 20 ]
Гепатит
[ редактировать ]
Поскольку вирус гепатита С (ВГС) и паразитический червь шистосома (кровяная двуустка) относительно распространены в развивающихся странах, во многих случаях оба вируса присутствуют в организме человека. [ 21 ] По словам Камаля, было доказано, что сосальщики усугубляют гепатит С. [ 21 ] Камаль объясняет, что для поддержания иммунного ответа против ВГС пациенты должны поддерживать определенный уровень CD4+ Т-клеток. [ 21 ] Однако наличие сосальщиков тесно и отрицательно коррелирует с наличием CD4+ Т-клеток , поэтому гораздо более высокий процент инфицированных сосальщиками не может эффективно бороться с ВГС и у них развивается хронический ВГС. [ 21 ] Однако паразитарные эффекты вируса гепатита B оспариваются: некоторые исследования показывают небольшую связь, в то время как другие показывают обострение заболевания. [ 22 ]
ВИЧ
[ редактировать ]Поскольку эти два заболевания широко распространены в развивающихся странах, здесь много пациентов как с ВИЧ (вирусом иммунодефицита человека), так и с паразитами, в частности с сосальщиками. [ 23 ] В своей статье Камаль рассказывает о выводах о том, что люди, инфицированные паразитами, с большей вероятностью заражаются ВИЧ. [ 23 ] Однако остается спорным вопрос о том, является ли вирусная инфекция более серьезной из-за паразитов. [ 23 ]
Туберкулез
[ редактировать ]По словам Камаля, иммунная система человека нуждается в клетках Th1 для эффективной борьбы с туберкулезом . [ 24 ] Поскольку иммунная система часто реагирует на паразитических червей ингибированием клеток Th1, паразитические черви обычно усугубляют течение туберкулеза . [ 24 ] Фактически, пациенты с туберкулезом, получившие успешную паразитарную терапию, испытывают значительное улучшение. [ 24 ]
Малярия
[ редактировать ]
В 2004 году Сохна и др. провел исследование сенегальских детей. [ 25 ] У тех, кто был заражен кровяными сосальщиками, частота приступов малярии была значительно выше , чем у тех, кто не был заражен. [ 25 ] Более того, у детей с самым высоким количеством кровяных сосальщиков также было больше всего приступов малярии. [ 25 ] На основании этого исследования Hartgers et al. сделали «осторожный вывод», что гельминты делают людей более восприимчивыми к заражению малярией и испытывают некоторые из ее более легких симптомов, в то же время фактически защищая их от худших симптомов. [ 26 ] Хартгерс считает, что перекос Th2-иммунной системы, возникающий в результате заражения гельминтами, снизит способность иммунной системы противостоять первоначальной малярийной инфекции. [ 26 ] Однако это также предотвратит гипериммунный ответ, приводящий к тяжелому воспалению, снижая заболеваемость и патологию. [ 26 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Камаль 2006, стр. 484-491
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Кук 2008, стр. 12–14.
- ^ Перейти обратно: а б с Мелендес 2007, с. 1375
- ^ Перейти обратно: а б Башир 2002, с. 3284
- ^ Перейти обратно: а б с Морилс 2004, с. 99
- ^ Перейти обратно: а б с д Вайншток 2005, стр. 249–251.
- ^ Осада 2010, стр. 2-3
- ^ Перейти обратно: а б с Корреале 2007, стр. 98-99
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час Рук 2008, стр. 3-4
- ^ Перейти обратно: а б с д Рук 2008, стр. 4-5
- ^ Перейти обратно: а б с Осада 2010, стр. 1-2
- ^ Перейти обратно: а б с Хопкинс 2009, стр. 267-270
- ^ Перейти обратно: а б с Камаль 2006, стр. 483-484
- ^ Хэдли 2004, с. 1124
- ^ Хэдли 2004, стр. 1122-1124.
- ^ Вайншток 2004, с. 7
- ^ Перейти обратно: а б с Хэдли 2004, стр. 1122–1123.
- ^ Макиннес 2003, стр. 2127-2129.
- ^ Перейти обратно: а б Осада 2008, с. 457
- ^ Перейти обратно: а б с Камаль 2006, стр. 484-485
- ^ Перейти обратно: а б с д Камаль 2006, стр. 485-487
- ^ Камаль 2006, стр. 487-489
- ^ Перейти обратно: а б с Камаль 2006, стр. 489-491
- ^ Перейти обратно: а б с Камаль 2006, с. 485
- ^ Перейти обратно: а б с Сохна 2004, стр. 43.
- ^ Перейти обратно: а б с Хартгерс 2006, с. 502-503
Библиография
[ редактировать ]- Башир М.Э., Андерсон П., Фасс И.; и др. (2002). «Кишечные гельминты защищают от аллергической реакции на пищевой антиген» . Дж Иммунол . 169 (6): 3284–3292. дои : 10.4049/jimmunol.169.6.3284 . ПМИД 12218148 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - Кук А. (2008). «Серия обзоров о гельминтах, иммунной модуляции и гигиенической гипотезе: как инфекция может модулировать возникновение диабета 1 типа?» . Иммунология . 126 (1): 12–17. дои : 10.1111/j.1365-2567.2008.03009.x . ПМЦ 2632708 . ПМИД 19120494 .
- Корреале Дж., Фарез М. (2007). «Связь между паразитарной инфекцией и иммунным ответом при рассеянном склерозе». Анналы неврологии . 61 (1): 97–108. дои : 10.1002/ana.21067 . ПМИД 17230481 . S2CID 1033417 .
- Хэдли С. (2004). «Следует забыть старого знакомого...» . Отчеты ЭМБО . 5 (1): 1122–1124. дои : 10.1038/sj.embor.7400308 . ПМК 1299202 . ПМИД 15577925 .
- Хартгерс, Язданбахш М (2006). «Коинфекция гельминтов и малярии: модуляция иммунного ответа на малярию». Иммунология паразитов . 28 (10): 497–506. дои : 10.1111/j.1365-3024.2006.00901.x . ПМИД 16965285 . S2CID 20956686 .
- Хопкин Дж. (2009). «Иммунные и генетические аспекты астмы, аллергии и паразитарных червей: эволюционные связи». Иммунология паразитов . 31 (5): 267–273. дои : 10.1111/j.1365-3024.2009.01104.x . ПМИД 19388947 . S2CID 41746048 .
- Камаль С.М., Халифа К.Е. (2006). «Иммуномодуляция глистными инфекциями: глисты и вирусные инфекции». Иммунология паразитов . 28 (10): 483–496. дои : 10.1111/j.1365-3024.2006.00909.x . ПМИД 16965284 . S2CID 33976476 .
- Макиннес И.Б., Люнг Б.П., Харнетт М., Грейси Дж.А., Лью Ф.Ю., Харнетт В. (2003). «Новый терапевтический подход к воспалению суставов с использованием фосфорилхолинсодержащего гликопротеина ES-62, полученного из филяриальных нематод» . Дж. Иммунол . 171 (4): 2127–33. doi : 10.4049/jimmunol.171.4.2127 . ПМИД 12902519 .
- Мелендес А.Дж., Харнетт М., Пушпарадж П.; и др. (2007). «Ингибирование FceRI-опосредованных реакций тучных клеток с помощью ES-62, продукта паразитических филяриальных нематод». Природная медицина . 13 (11): 1375–1381. дои : 10.1038/nm1654 . ПМИД 17952092 . S2CID 28404211 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - Морилс Т.Г., Ньювендейк Р.Дж., Эллиот Д.Э.; и др. (2004). «Сопутствующая инфекция Schistosoma mansoni ослабляет вызванные воспалением изменения в морфологии толстой кишки, уровнях цитокинов и сократимости гладких мышц, вызываемые тринитробензолсульфоновой кислотой, колитом у крыс» . Гут . 53 (1): 99–107. дои : 10.1136/gut.53.1.99 . ПМК 1773910 . ПМИД 14684583 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - Осада Ю, Канадзава Т (2010). «Паразитические гельминты: новое оружие против иммунологических заболеваний» . Журнал биомедицины и биотехнологии . 2010 (1): 1–9. дои : 10.1155/2010/743758 . ПМК 2821776 . ПМИД 20169100 .
- Осада Ю, Симидзу С, Кумагай Т; и др. (2008). «Инфекция Schistosoma mansoni снижает тяжесть коллаген-индуцированного артрита за счет снижения регуляции провоспалительных медиаторов». Межд. Дж. Паразитол . 39 (4): 457–464. дои : 10.1016/j.ijpara.2008.08.007 . ПМИД 18835272 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - Рук Г.А. (2008). «Серия обзоров о гельминтах, иммунной модуляции и гигиенической гипотезе: более широкие последствия гигиенической гипотезы» . Иммунология . 126 (1): 3–11. дои : 10.1111/j.1365-2567.2008.03007.x . ПМЦ 2632706 . ПМИД 19120493 .
- Сохна С., Ле Хесран Ж.Ю., Мбайе П.; и др. (2004). «Рост заболеваемости малярией среди детей с сопутствующей инфекцией, вызванной Schistosoma mansoni, в Сенегале» . Малар. Дж . 3 (1): 43. дои : 10.1186/1475-2875-3-43 . ПМК 538284 . ПМИД 15544703 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - Вайнсток СП, Саммерс Р., Эллиот Д.Э. (2004). «Гельминты и гармония» . Гут . 53 (1): 7–9. дои : 10.1136/gut.53.1.7 . ПМК 1773927 . ПМИД 14684567 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - Вайнсток СП, Саммер Р., Эллиот Д. (2005). «Роль гельминтов в регуляции воспаления слизистых оболочек». Спрингер Семин Иммунопатол . 27 (2): 249–271. дои : 10.1007/s00281-005-0209-3 . ПМИД 15959781 . S2CID 22321089 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - Берос С., Ленхарт А., Шарф И., Негрони М.А., Мензель Ф. и Фойцик С. (2021). Чрезвычайное увеличение продолжительности жизни рабочих муравьев, инфицированных ленточными червями. Королевское общество открытой науки, 8(5), 202118. https://doi.org/10.1098/rsos.202118.
- Столдт М., Кляйн Л., Берос С., Баттер Ф., Йонгепьер Э., Фельдмейер Б. и Фойцик С. (2021). Присутствие паразита вызывает изменения экспрессии генов у муравья-хозяина, связанные с иммунитетом и долголетием. Гены. 2021 год; 12:95. ПМИД 33451085 ПМК 7828512 два : 10.3390/genes12010095
- Кроу, Дж., Ламб, Ф.Е., Дунан, Дж., Бруссард, М., Тарафдар, А., Пинеда, Массачусетс, ... и Харнетт, М.М. (2020). Продукт из паразитических червей ES-62 способствует здоровью и продолжительности жизни в модели старения на мышах, основанной на высококалорийной диете. Патогены PLoS, 16(3), e1008391. ПМИД 32163524 ПМК 7108737 дои : 10.1371/journal.ppat.1008391
