病原体饮食选择深刻影响人类健康
2024-10-26 01:58

病原体饮食选择深刻影响人类健康

  

  Sebastian Riquelme, PhD

  里克尔梅(Sebastián Riquelme)在智利圣地亚哥长大,他的梦想是加入一个前卫的摇滚乐队或职业足球队。但这些幻想最终会让位于第三种激情:生物学。

  “我特别被沃森和克里克的发现以及分子结构对生命的重要性所吸引,”他回忆道。

  由于他的中产阶级家庭中没有其他科学家,他不知道他的激情会带来什么样的职业。但在这个阶段,这并不重要。“我只是想了解细胞中生物过程的一切,”他说。里克尔梅在瓦尔帕莱索天主教大学学习生物化学,后来在智利天主教大学继续深造,学习免疫学,并在法国国家医学研究中心(INSERM,法国著名的生物医学研究所)完成博士学位。

  在读研究生期间,他对一个新兴的观点产生了特别的兴趣,即代谢过程不仅为我们的细胞和微生物病原体提供能量,而且还塑造了免疫反应——这是一个正在发展的领域,现在被称为免疫代谢。

  完成博士学位后,里克尔梅于2015年在哥伦比亚大学儿科学系获得博士后奖学金,在研究细菌如何引起肺炎的医学博士爱丽丝·普林斯(Alice Prince)的实验室工作。

  肺炎是一种旨在根除肺部病原体的突然炎症反应。然而,某些复杂的细菌利用这种炎症环境繁衍生息。这一过程发生的机制尚不清楚,但在他的博士后期间,Riquelme建立了一个令人信服的案例,即免疫代谢改变在肺炎期间病原体的持续存在中起着重要作用,特别是在囊性纤维化患者的肺部。

  bacteria surrounding a cell

  在一项研究中,他发现了令人恐惧的铜绿假单胞菌是如何以琥珀酸盐为食在肺部定居的,琥珀酸盐是囊性纤维化患者肺部大量炎症细胞代谢的副产物。他的另一项研究表明,假单胞菌是如何利用肺部的抗菌物质作为食物来促进自身生长的。里克尔梅说:“通过确定这些生物适应和利用我们防御的机制,我们可能能够针对这些适应来对抗传染性病原体。”

  当里克尔梅于2021年在哥伦比亚大学成立自己的实验室时,他扩大了免疫学和代谢交叉领域的研究,探索为什么一些超级细菌感染是良性的,目的是找到抑制患者感染的方法。他最近的一篇论文展示了肺细胞是如何感染假单胞菌而达到健康状态的。当这种细菌侵入肺部时,通常会引发剧烈的炎症反应,有时会对宿主自身造成损害。然而,在某些情况下,肺部会抑制免疫反应,超级细菌会平静下来。

  里克尔梅说:“这就好像细菌在说,‘既然你不攻击我,我也不会攻击你。’”“这是一种进化保守的防御策略,称为疾病耐受性,但在肺部疾病的情况下,这是如何发生的还不太清楚。”

  在对老鼠的研究中,里克尔梅发现,这种休战是由一个令人惊讶的调解人促成的:肝脏。作为对肺部感染的反应,肝脏产生能量丰富的酮体,并将其输送到肺部。一旦它们到达,酮体重塑假单胞菌的表面结构,选择毒性较小的菌株,使气道细胞能够在线粒体中产生能量。这种有利的环境限制了炎症,建立了一种使双方都满意的宿主-病原体权衡。

  研究结果表明,感染假单胞菌的患者可以通过食用生酮饮食(高脂肪、低碳水化合物)来获益,至少是暂时的。

  “我们知道生酮是有益的,因为它可以抑制炎症,”里克尔梅说。“但你必须小心,因为过量的酮会导致酮血症,即血液中有害的酮体浓度,以及其他并发症。”生酮饮食的控制使用已经在其他炎症病理中显示出有希望的结果,包括癌症,它限制了以碳水化合物为食的肿瘤的生长。

  里克尔梅不断增长的研究组合现在包括一项美国国立卫生研究院的资助,研究被称为核苷酸的代谢物(最著名的是DNA和RNA的组成部分)如何调节肺部感染的炎症。里克尔梅说:“尽管核苷酸在癌症和自身免疫性疾病中的免疫调节作用得到了很好的认识,但尚不清楚它们是如何导致肺炎和其他肺部炎症病理的。”“在这个项目中,我们希望了解宿主的核苷酸代谢如何调节假单胞菌和葡萄球菌等机会性超级细菌,这将揭示我们预防或清除这些危险感染的方法。”

  four scientist in a laboratory

  由于里克尔梅和其他人的工作,免疫代谢在更大的医学界得到了关注。“当这个领域刚开始的时候,研究仅限于细胞水平的研究,”他说。“现在,我们也在研究全身的免疫代谢,显示宿主如何改变其代谢程序来对抗感染,以及病原体如何做出反应。

  “宿主和病原体说着同样的语言,那就是新陈代谢。”

本内容为作者翻译自英文材料或转自网络,不代表本站立场,未经允许不得转载
如对本稿件有异议或投诉,请联系本站
想要了解世界的人,都在 九九叭

相关推荐