The Role of Gut Microbiota and Lipopolysachaide Content of the Diet in the Development, Maturation and Function of the Immune System

Abstract

Savci se rodí bezmikrobní, avšak rychle po porodu jsou jejich epitelové povrchy osídleny obrovským množstvím baktérií. Nejrozsáhlejší společenství mikrobů se nachází v distálním střevě. Střevní mikroorganismy svým počtem desetkrát převyšují naše somatické a zárodečné buňky. Vztah mezi hostitelem a mikroorganismy se vyvinul tak, že obě strany z něj profitují. Studie na bezmikrobních myších prokázaly, že střevní mikroorganismy jsou nezbytné pro řádný vývoj imunitního systému. Klíčový význam přirozené imunity při komplexních a dynamických interakcích hostitele a mikroorganismů je stále patrnější. Hlavními cíli této studie bylo: zaprvé, zjistit, zda sterilní dieta s vysokým obsahem lipopolysacharidu může podpořit vývoj imunitního systému u bezmikrobních myší, zadruhé, objasnit, zda střevní mikroorganismy a dieta s vysokým obsahem lipopolysacharidu ovlivňují citlivost k endotoxinovému šoku, a konečně, zhodnotit roli adaptivní imunity při jeho patogenezi. Provedené experimenty jasně dokazují, že jak živé střevní mikroorganismy, tak také sterilní dieta s vysokým obsahem lipopolysacharidu zvyšují citlivost k endotoxinovému šoku. Též bylo prokázáno, že imunodeficitní SCID myši, které postrádají zralé B a T lymfocyty, jsou citlivější k endotoxinovému šoku než imunokompetentní Balb/c myši. Tato studie potvrzuje naši...

Mammals are essentially born germ-free but the epithelial surfaces are promptly colonized by astounding numbers of bacteria soon after birth. The most extensive microbial community is harboured by the distal intestine. The gut microbiota outnumbers ~10 times the total number of our somatic and germ cells. The hostmicrobiota relationship has evolved to become mutually beneficial. Studies in germfree mice have shown that gut microbiota is essential for the proper development of the immune system. The pivotal role of the innate immune system in the complex and dynamic host-microbiota interactions has become increasingly evident. The principal aims of the present study were: firstly, to determine whether LPS-rich sterile diet can promote maturation of the immune system in germ-free mice, secondly, to elucidate whether gut microbiota and LPS-rich sterile diet influence the LPS susceptibility, and finally, to investigate a role of the adaptive immunity in endotoxin shock. Our data clearly show that both live gut microbiota and LPS-rich sterile diet increase susceptibility to endotoxin shock. Further, we demonstrate that immunodeficient SCID mice, which lack mature B and T cells, are more sensitive to endotoxin shock than immunocompetent Balb/c mice. In addition, we show that not only live gut microbiota but also...