Введение к работе
Актуальность проблемы
Интерес к изучению эпителиально-микробных взаимодействий, возросший в последние годы, определяется стратегически важным положением муко-зальных эпителиоцитов - на границе внутренней и внешней сред, а также их способностью, реагируя на внешние стимулы, участвовать в развитии защитных реакций врожденного и адаптивного иммунитета, в формировании толерантности к комменсалам, а также в развитии патологических процессов.
Большинство исследований в этой области посвящены взаимодействию эпителиоцитов с патогенными микроорганизмами. Накоплены данные о бактериальных модулинах, эпителиальных TLR и NLR рецепторах (Yu L. et all, 2009), внутриклеточных сигнальных путях, изменении экспрессии цитокинов, антибактериальных пептидах (McCormick В.А, 2006), способных регулировать локальную иммунную реакцию, обеспечивая защиту от патогенных микроорганизмов.
Изучению эпителиально-микробного взаимодействия с нормофлорой уделяется значительно меньшее внимание, в основном на примере мукозально-го иммунитета кишечника. Однако, специфичность функций репродуктивного тракта, требующая обеспечения эффективной защиты от потенциальных патогенов, при сохранении толерантности к генетически чужеродной сперме и плоду, не позволяет распространить на него данные, полученные в иных биотопах.
Имеющиеся данные об эпителиально-бактериальных взаимодействиях в женском репродуктивном тракте ограничиваются сведениями о роли эпителиального гликогена в поддержании популяции лактобактерий и синтезе эпителиальными клетками отдельных антибактериальных пептидов и цитокинов при взаимодействии с патогенами.
Комплексного изучения взаимодействия вагинальных эпителиоцитов с представителями доминантной и ассоциативной микрофлоры влагалища не проводилось, поэтому вопрос о роли эпителиально-бактериальных взаимодействий в формировании микробиоценозов и поддержании мукозального иммунитета репродуктивного тракта женщин остается открытым.
Поставленные вопросы лежат в области инфекционной симбиологии, с
опорой на концепцию ассоциативного симбиоза с его трехзвеньевой структу-
рой, включающей хозяина и микрофлору, как доминантную, так и ассоциативную (Бухарин О.В. с соавт., 2007). Если к этому добавить, что инфекция в настоящее время рассматривается как модельная система ассоциативного симбиоза (Бухарин О.В. с соавт., 2009), то становится очевидным, что решение задач по изучению эпителиально-бактериальных взаимодействий полностью укладывается в концепцию первых двух векторов хозяин-доминант и хозяин-ассоциант, что актуализирует постановку цели и задач нашей работы.
Цель и задачи исследования
Цель: Изучить механизмы эпителиально-бактериальных взаимодействий в вагинальном биотопе в условиях нормо- и патоценозов и оценить их роль в ассоциативном симбиозе репродуктивного тракта женщин.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
1.Изучить влияние эпителиально-бактериальных взаимодействий на численность и функциональную активность представителей доминантной и ассоциативной микрофлоры влагалища.
2. Определить изменение функциональной активности вагинальных эпите-лиоцитов (синтез бактерицидных и регуляторных веществ) в результате взаимодействия с различными вагинальными микросимбионтами.
З.Дать сравнительную характеристику эпителиально-бактериальных взаимодействий в разных типах вагинальных микробиоценозов.
-
Оценить значение микроэкологического статуса вагинального биотопа для функционального состояния женской репродуктивной системы.
-
Охарактеризовать взаимосвязь мукозального иммунитета с характером микрофлоры влагалища и оценить возможность направленной модуляции параметров мукозального иммунитета пробиотиками.
6.На основе анализа исходов эпителиально-бактериальных взаимодействий обосновать подходы к оценке и коррекции микроэкологического состояния репродуктивного тракта женщин.
Научная новизна
Эпителиально-бактериальные взаимодействия в женском репродуктивном тракте - модельная система ассоциативного симбиоза, являющаяся основой поддержания микроэкологического гомеостаза.
Установлено, что вагинальные эпителиоциты способны дифференцировано влиять на свойства микросимбионтов (Патент РФ№2458135), формируя определенный тип микробиоценоза. В условиях нормоценоза эпителиоциты оказывают преимущественно стимулирующее влияние на ростовые свойства и антагонизм нормофлоры (лактобактерий и коринебактерий), одновременно подавляя ростовые свойства, способность к биопленкообразованию и антагонистическую активность ассоциативной микрофлоры (S. aureus и Е. coll).
Особенностями эпителиально-бактериальных взаимодействий при бактериальном вагинозе, по сравнению с нормоценозом являются: стимуляция способности к биопленкообразованию ассоциативных микросимбионтов, сопровождающаяся ослаблением подавляющего воздействия на их ростовые свойства, и резкое угнетение свойств "Н202+" биоваров лактобактерий.
Установлено стимулирующее влияние экзометаболитов вагинальных эпителиоцитов женщин на ростовые свойства пробиотического штамма как необходимое условие восстановления нормофлоры влагалища (Положительное решение о выдаче патента на изобретение по заявке №2012136487).
Выявлены механизмы регуляции эпителиально-бактериальных взаимодействий, основанные на цитокиновой реакции вагинальных эпителиоцитов при взаимодействии с микросимбионтами и дифференцированном дозозависи-мом влиянии провоспалительных цитокинов на свойства вагинальных микросимбионтов. Изучение экспрессии цитокинов вагинальными эпителиоцитами при контакте с микросимбионтами выявило выраженное усиление продукции провоспалительных цитокинов при взаимодействии с Е. coli и S. aureus, тогда как лактобациллы и коринебактерий вызывали умеренную стимуляцию их продукции.
В условиях in vivo продемонстрирована значимость нормофлоры влагалища для состояния цитокинового профиля вагинального содержимого. Дефи-
цит лактофлоры сопровождается повышением уровня провоспалительных ци-токинов, сопоставимым с уровнем, наблюдаемым при ИППП.
Выявлено дифференцированное дозозависимое влияние цитокинов про-воспалительной направленности на ростовые свойства вагинальных микросимбионтов. В концентрациях, характерных для нормоценоза, происходит стимуляция свойств лактобацилл и коринебактерий, и подавление роста S.aureus и E.coli. Цитокины в концентрациях, свойственных бактериальному вагинозу, напротив, угнетают ростовые свойства лактобацилл, стимулируя (в случае с IL-ip и IL-8) свойства S.aureusn E.coli.
Установлено, что результирующая эпителиально-бактериальных взаимодействий, выражающаяся в изменении функционального состояния эпителио-цитов и микросимбионтов, может быть использована в качестве критерия дифференциации автохтонной от аллохтонной микрофлоры в условиях женского репродуктивного тракта.
Установлен синергидный характер взаимодействий доминантной микрофлоры с мукозальными эпителиоцитами влагалища, проявляющийся в стимуляции ростовых свойств и антагонизма лактобактерий, и усилении синтеза эпителиоцитами веществ антимикробной направленности, что в совокупности служит основой поддержания колонизационной резистентности биотопа.
Выявлено, что нарушения микроэкологического состояния вагинального биотопа, проявляющиеся в дефиците доминантных микросимбионтов и повышении уровня провоспалительных цитокинов - одна из причин женской инфер-тильности, что свидетельствует о роли микробного фактора в регуляции гомео-стаза хозяина и функционировании репродуктивной системы.
Показана возможность модуляции параметров мукозального иммунитета влагалища пробиотиками. Интравагинальная пробиотическая терапия оказывает влияние на состояние мукозального иммунитета нижних отделов женского репродуктивного тракта, выражающееся в противовоспалительном тренде баланса цитокинов.
Теоретическая и практическая значимость
В теоретическом плане получены новые данные о механизмах симбиоти-ческих взаимодействий макроорганизма с доминантной и ассоциативной микрофлорой вагинального биотопа, лежащих в основе формирования микробиоценоза и определяющих состояние мукозального иммунитета.
Выявленная в ходе исследования связь микроэкологического состояния вагинального биотопа с фертильностью расширяет патогенетические представления о причинах женского бесплодия, обосновывая роль микробного фактора в качестве регулятора гомеостаза организма и функционирования репродуктивной системы.
Практическую значимость работы определяют:
- Новые критерии дифференциации автохтонной и аллохтонной вагинальной микрофлоры, позволяющие осуществлять диагностику микроэкологических нарушений репродуктивного тракта женщин.
-Выявление связи состояния микробиоценоза с цитокиновым профилем вагинального биотопа позволило предложить определение уровня IL-ip вагинальной жидкости в качестве маркера дисбиотических состояний женского репродуктивного тракта.
-Разработан способ оценки влияния вагинальных эпителиоцитов на биологические свойства бактерий, который по изменению свойств микроорганизмов позволяет оценивать влияние как эпителиальных экзометаболитов, так и непосредственного контакта с эпителиальными клетками (Патент РФ№2458135).
-Предложен новый способ индивидуального подбора пробиотика для эффективной интравагинальной пробиотической терапии, основанный на оценке результатов взаимодействия вагинальных эпителиоцитов пациентки с пробио-тическими штаммами (Положительное решение о выдаче патента на изобретение по заявке №2012136487).
Основные положения, выносимые на защиту
Эпителиально-бактериальные взаимодействия - модельная система ассоциативного симбиоза, являющаяся основой поддержания микроэкологического гомеостаза биотопов женского репродуктивного тракта.
Результирующая бактериально-эпителиальных взаимодействий, выражающаяся в изменении функционального состояния эпителиоцитов и микросимбионтов, - дифференциальный критерий отличия автохтонной и аллохтон-ной микрофлоры вагинального биотопа.
Эпителиально-бактериальные взаимодействия определяют колонизационную резистентность биотопов репродуктивного тракта, регулируя численность и функциональное состояние доминантной микрофлоры и напряженность факторов мукозального иммунитета.
Дефицит доминантных микросимбионтов и высокий уровень провоспа-лительных цитокинов, сопряженные с неудачными попытками ЭКО, характеризуют связь репродуктивной функции женского организма с микроэкологическим состоянием биотопов нижних отделов репродуктивного тракта.
Апробация работы
Основные положения работы доложены на V-VII Российских научных конференциях «Персистенция микроорганизмов», г. Оренбург, 2006, 2009, 2012; Российской научной конференции «Репродуктивное здоровье населения», г.Оренбург, 2005; 2 Международном конгрессе по пробиотикам «Санкт-Петербург-Пробиотики-2009»; IV Региональном научном форуме «Мать и Ди-тя».г. Екатеринбург, 2010; Международной конференции «Развитие научных исследований и надзор за инфекционными заболеваниями», г. Санкт-Петербург, 2010.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 15 работ, из них П-в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, и 2 патента на изобретение.
Объем и структура диссертации
