Dieta nesănătoasă declanșează modificările epigenetice ale sistemului imunitar înnăscut

Expunerea la o dietă occidentală bogată în zaharuri rafinate, sare și grăsimi saturate poate avea un impact permanent asupra sistemului imunitar al organismului, chiar dacă dieta este modificată ulterior.

O echipă internațională de cercetători a descoperit că sistemul imunitar reacționează la diete bogate în calorii, în stil occidental, la fel ca la infecțiile bacteriene, punând în mișcare răspunsurile inflamatorii și stimularea sistemului imunitar înnăscut pe termen lung, care ar putea juca un rol în dezvoltarea bolilor legate de dietă, cum ar fi diabetul și bolile cardiovasculare (BCV).

Studiile, conduse de o echipă de la Universitatea din Bonn, au constatat că hrănirea șoarecilor cu o dietă occidentală (WD) bogată în grăsimi și zahăr și scăzută în fibre a declanșat modificări epigenetice ale celulelor progenitoare ale sistemului imunitar din măduva osoasă, ceea ce a dus la stimulare imunitară înnăscută intensificată, de tip agresiv, care a persistat mult timp după ce șoarecii au fost readuși în dietele lor normale.

Descoperirile ar putea avea „o relevanță socială importantă”, spune cercetătorul principal Eicke Latz, MD, Ph.D., director al Institutului pentru imunitate înnăscută de la Universitatea din Bonn. „Bazele unei diete sănătoase trebuie să devină o parte mult mai proeminentă a educației decât sunt în prezent”.

Anchetatorii, din Germania, Olanda, SUA și Norvegia, își raportează studiile în Cell, într-o lucrare intitulată „Western Diet Triggers NLRP3-Dependent Innate Immune Reprograming”.

Peste 80% din decesele din societățile occidentale sunt acum cauzate de boli cronice, netransmisibile, inclusiv diabetul de tip 2, obezitatea și bolile cardiovasculare, care sunt legate de îmbătrânirea și consumul de diete bogate în calorii de tip occidental, scrie cercetătorii. Colesterolul cu lipoproteine ​​cu densitate scăzută (LDL-C) a fost identificat ca un jucător cheie în dezvoltarea aterosclerozei, de exemplu, dar sistemul imunitar poate juca, de asemenea, un rol în dezvoltarea bolii. De asemenea, este bine apreciat faptul că progresia bolii este puternic asociată cu procesele inflamatorii care implică celule ale sistemului imunitar înnăscut, în principal macrofage derivate din monocite.

Sistemul imunitar înnăscut este unul dintre cele două brațe ale mecanismului natural de apărare a vertebratelor împotriva infecțiilor. Sistemul imunitar adaptiv induce memoria specifică antigenului atunci când întâlnește un agent patogen, în timp ce sistemul imunitar înnăscut montează răspunsuri de protecție specifice antigenului, declanșate de receptori de semnalizare imună înnăscută. Dar sistemul imunitar înnăscut nu reacționează doar la agenții patogeni invadatori, notează cercetătorii. „Acești receptori pot recunoaște în continuare semnale de pericol„ sterile ”, despre care se crede că declanșează inflamații în bolile netransmisibile.”

declanșează

Există, de asemenea, dovezi în creștere care sugerează că sistemul imunitar înnăscut poate monta o „memorie imună înnăscută” de lungă durată sau „imunitate antrenată”. În timp ce o astfel de memorie imună înnăscută a evoluat probabil pentru a oferi protecție nespecifică împotriva infecțiilor secundare, „este de asemenea de conceput faptul că factorii declanșatori inflamatori‘ sterili ’, cum ar fi dieta occidentală (WD), pot induce imunitate antrenată”, sugerează echipa. „S-a descoperit abia recent că sistemul imunitar înnăscut are o formă de memorie”, explică Prof. Dr. Latz, care este, de asemenea, om de știință la Centrul German pentru Boli Neurodegenerative (DZNE). „După o infecție, apărarea corpului rămâne într-un fel de stare de alarmă, astfel încât să poată răspunde mai rapid la un nou atac”.

Pentru a investiga efectele potențiale ale dietei asupra imunității antrenate, cercetătorii au apelat la un model de ateroscleroză la șoarece. Animalele au fost hrănite cu o dietă occidentală timp de patru săptămâni, după care au fost readuse la o dietă normală. Rezultatele au arătat că, atunci când animalele au fost hrănite cu dieta occidentală, acestea au demonstrat hipercolesterolemie tranzitorie și răspunsuri inflamatorii sistemice, dar aceste răspunsuri au revenit la normal atunci când animalele au fost repuse pe chow-ul lor obișnuit. În special, „dieta nesănătoasă a dus la o creștere neașteptată a numărului de anumite celule imune din sângele șoarecilor, în special granulocite și monocite”, comentează co-autorul Anette Christ, Ph.D., coleg postdoctoral la Institutul de Imunitate înnăscută la Universitatea din Bonn. Aceasta a fost o indicatie pentru o implicare a progenitorilor de celule imune in maduva osoasa.

Testele ulterioare efectuate de cercetători au indicat faptul că dieta occidentală a declanșat modificări transcripționale ale celulelor progenitoare ale măduvei osoase ale animalelor care au persistat, chiar și după ce șoarecii au fost repuși pe chow-ul obișnuit. În ciuda acestei schimbări dietetice, reprogramarea genetică a celulelor imune și a precursorilor acestora a persistat. Hrana cu WD a indus o reprogramare complexa a celulelor mieloide care duce la hiper-reactivitate de lunga durata si modificata calitativ chiar si dupa repausul soarecilor din hrana cu WD, scriu autorii. O analiză suplimentară a arătat că aceste modificări au determinat celulele sistemului imunitar pentru a declanșa răspunsuri imune înnăscute îmbunătățite.

„Studiile genomice au arătat, de fapt, că dieta occidentală a activat un număr mare de gene în celulele progenitoare”, notează co-autorul Prof. Dr. Joachim Schultze, de la Life & Medical Sciences Institute (LIMES) de la Universitatea din Bonn și Centrul German pentru Boli Neurodegenerative (DZNE). "Genele afectate au inclus pe cei responsabili de proliferare și maturare."

Examinarea celulelor sanguine de la animale care au arătat un efect de antrenament al sistemului imunitar înnăscut deosebit de puternic a găsit dovezi genetice pentru implicarea complexului de semnalizare inflammasom NLRP3 ca „senzor” al dietei occidentale. Inflammasomii recunosc agenții patogeni și alte substanțe nocive și declanșează răspunsuri inflamatorii. Cercetătorii nu știu încă cum inflammasomul NLRP3 recunoaște o dietă în stil occidental, dar ceea ce este evident este că alimentația nesănătoasă declanșează schimbările epigenetice care stau la baza menținerii memoriei imune înnăscute pe termen lung. „Inflammasomul declanșează astfel de modificări epigenetice”, spune Dr. Comentează Latz. In consecinta, sistemul imunitar reactioneaza chiar si la stimuli mici, cu raspunsuri inflamatorii mai puternice, cum ar fi hematopoieza si mentinerea unei stari hiperresponsive, cu generarea de celule mieloide care sunt programate pentru a raspunde la declansatoare inflamatorii secundare mai puternic.

Autorii recunosc că vor fi necesare mai multe studii pentru a clarifica întrebarea importantă cu privire la ce activare de tip celular a inflammasomului este necesară pentru a induce efectele observate de reprogramare epigenetică pe care le-am demonstrat. Cu toate acestea, ei scriu: „Mecanic, am identificat inflammasomul NLRP3 ca receptorul central, care mediază inflamația sistemică indusă de WD și reprogramarea precursorului mieloid, deschizând oportunități terapeutice pentru a interfera cu patologiile asociate WD H. Prin urmare, acest lucru poate deschide drumul către noi intervenții terapeutice ale BCV, cum ar fi utilizarea inhibitorilor de molecule mici care blochează calea de semnalizare NLRP3. ”