Как иммунная система подготавливается к грудному вскармливанию?

Из 3,6 миллиона детей, рождающихся ежегодно в США, около 80% начинают получать грудное молоко в течение первого месяца жизни. Грудное вскармливание известно своей пользой как для матери, так и для ребёнка: оно снижает риск развития рака молочной железы и яичников, диабета 2 типа и высокого давления у матери, одновременно обеспечивая питание и поддержку иммунной системы малыша. Но поскольку беременность и лактация традиционно недостаточно изучались, мы до сих пор не до конца понимаем механизмы, лежащие в основе этих преимуществ.

Иммунологи из Института Солка меняют это — начиная с карты миграции иммунных клеток до и во время лактации. Используя как эксперименты на животных, так и образцы грудного молока и тканей человека, учёные обнаружили, что Т-клетки — разновидность иммунных клеток — обильно накапливаются в молочных железах во время беременности и грудного вскармливания. Некоторые из них при этом перемещаются из кишечника, предположительно обеспечивая поддержку как организму матери, так и ребёнка.

Результаты, опубликованные в журнале Nature Immunology, могут объяснить иммунные преимущества грудного вскармливания, послужить толчком для поиска решений для матерей, которые не могут кормить грудью, а также помочь в разработке диет, улучшающих состав и выработку молока.

«Когда мы начали изучать, как изменяются иммунные клетки во время беременности и лактации, мы обнаружили множество интересных вещей — особенно тот факт, что в ткани молочной железы резко увеличивается количество иммунных клеток во время лактации, и что это увеличение зависит от микробов», — объясняет доцент Дипшика Раманан (Deepshika Ramanan), ведущий автор исследования.

Что мы уже знали: дети получают бактерии и антитела с молоком матери

Большинство исследований грудного вскармливания сосредоточены на связи между составом молока и здоровьем ребёнка. Такие работы, включая предыдущие исследования Раманан, показали, что дети получают важные кишечные бактерии и антитела от матери через молоко — это закладывает основу иммунной системы младенца. Но изменения в организме матери в этот период всё ещё остаются малоизученными.

Некоторые аспекты иммунной среды молочной железы можно было предположить по составу молока. Например, наличие антител в молоке указывает на присутствие В-клеток, которые их производят. Однако немногие исследовали активность иммунных клеток прямо в ткани молочной железы.

Что нового: кишечные микробы матери усиливают иммунитет в молочной железе

«Самое захватывающее то, что мы обнаружили не просто больше Т-клеток в молочной железе — некоторые из них явно пришли из кишечника», — говорит Эбигейл Джакуиш (Abigail Jaquish), аспирантка и первый автор работы.
«Скорее всего, они поддерживают ткань молочной железы так же, как обычно поддерживают кишечную слизистую».

Исследование началось с изучения тканей молочной железы мышей на разных стадиях до и после лактации. Учёные обнаружили, что в это время резко увеличивается число трёх типов Т-клеток: CD4⁺, CD8αα⁺ и CD8αβ⁺.

Это удивило команду, поскольку такие Т-клетки относятся к особому классу иммунных клеток — интраэпителиальным лимфоцитам (IEL). Эти клетки обитают в слизистых тканях, таких как кишечник и лёгкие, которые подвергаются внешнему воздействию. IEL играют роль «стражей» — они постоянно находятся в тканях и готовы немедленно среагировать на угрозу.

В молочной железе эти Т-клетки выстраивались вдоль эпителия аналогично тому, как они это делают в слизистых оболочках, и несли на поверхности белки, характерные для кишечных Т-клеток. Это свидетельствует о миграции Т-клеток из кишечника в молочные железы.

Так организм матери переводит молочную железу из «внутренней» ткани в «слизистую», так как во время кормления она контактирует с внешней средой: микробами с кожи матери и рта младенца.

А происходит ли то же самое у человека?

Анализ базы данных образцов тканей молочной железы и грудного молока у людей (из Human Milk Institute при Университете Калифорнии в Сан-Диего) показал, что аналогичные Т-клетки также увеличиваются у женщин во время лактации.

Затем учёные вернулись к мышиной модели, чтобы задать финальный вопрос:
Влияют ли микробы на эти Т-клетки в молочной железе так же, как в кишечнике?

Оказалось — да.
У мышей, живущих в нормальной среде с микробами, уровень всех трёх типов Т-клеток в молочной железе был значительно выше, чем у мышей в стерильных условиях. Это указывает на то, что микробы матери активируют производство Т-клеток, что, в свою очередь, усиливает иммунную защиту ткани молочной железы.

Итак, что мы теперь знаем:

• Микробы усиливают иммунный ответ в молочной железе
• Т-клетки мигрируют из кишечника к месту лактации
• Молочная железа становится слизистой тканью во время кормления, адаптируясь к внешним воздействиям

Что дальше? Как кишечник и молочная железа связаны и как это влияет на здоровье поколений?

«Теперь мы знаем гораздо больше о том, как меняется иммунная система матери в этот критический период», — говорит Раманан.
«Это даёт возможность исследовать прямое влияние этих иммунных клеток на здоровье как матери, так и ребёнка».

Учёные предполагают, что гормоны регулируют все эти изменения, цель которых — защитить мать от внешних угроз и инфекций. Но как именно это влияет на лактацию, состав молока и здоровье — следующий важный вопрос для исследований.

«Мы только в начале пути», — добавляет Джакуиш. — «Если мы видим связь между кишечником и молочной железой, какие ещё системы в организме могут взаимодействовать? И что ещё влияет на состав молока, которое мы передаём потомству?»

Понимание изменений в иммунной системе матери во время беременности и кормления может влиять на здоровье поколений, поскольку иммунные и микробные компоненты передаются от матери к ребёнку снова и снова.

Эти данные также могут помочь женщинам, которые не могут кормить грудью — например, за счёт разработки терапий, стимулирующих выработку молока, или улучшенных формул, способных обеспечить схожую иммунную поддержку.

По мере того как связь между кишечником и молочной железой становится яснее, учёные смогут в будущем рекомендовать диеты, способствующие здоровью матери и оптимальному качеству молока.