Кишечно-мозговая-иммунная ось: данные мультиомных исследований при нейродегенеративных и метаболических заболеваниях

Ось, связывающая кишечник, мозг и иммунную систему, объединяет все задействованные компоненты — бактерии, иммунные клетки, метаболизм и центральную нервную систему — посредством многосторонней сети коммуникации. Результаты ряда исследований подтверждают, что нарушение функционирования этой оси может быть связано с развитием болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона, ожирения, сахарного диабета 2-го типа и неалкогольной жировой болезни печени (НАЖБП). Основные последствия включают усиление системного воспаления, изменение регуляции иммунных клеток, образование микробных метаболитов, изменяющих сигналы, поступающие к иммунным клеткам и нервной системе, усиление окислительного стресса, нарушение кишечного барьера и другие процессы. В последние годы передовые мультиомные технологии, включая метагеномику, транскриптомику, метаболомику, протеомику и одноклеточное секвенирование, существенно расширили понимание взаимодействующих звеньев кишечно-мозговой-иммунной оси. Эти технологии секвенирования позволяют характеризовать микробные сообщества, иммунные клетки хозяина, метаболические профили и степень клеточной гетерогенности при конкретном заболевании. Объединение мультиомных данных выявляет ряд общих механизмов при нейродегенеративных и метаболических заболеваниях, включая активацию NF-κB и инфламмасомы NLRP3, дисфункцию митохондрий, изменения метаболизма короткоцепочечных жирных кислот (КЖК) и состава микробиоты при болезни Альцгеймера и болезни Паркинсона; метаболический дисбиоз и повышенный риск болезни Паркинсона; а также изменения передачи сигналов по оси «кишечник — мозг — иммунная система», способствующие осложнениям сахарного диабета и НАЖБП. Искусственный интеллект и машинное обучение становятся перспективными инструментами для выявления биомаркеров в этих массивах данных, извлечения знаний, интерпретации системной биологии и разработки персонализированной медицины. В этом обзоре обобщены современные данные, подтверждающие роль кишечно-мозговой-иммунной оси в нейродегенеративных и метаболических заболеваниях, с акцентом на результаты, полученные с помощью мультиомных подходов. Описаны ключевые микробные, иммунные и метаболические пути, участвующие в патогенезе, а также терапевтические подходы, включая психобиотики, индивидуализированное питание, модуляцию микробиома и вмешательства, направленные на метаболиты; обсуждаются перспективы внедрения знаний о кишечно-мозговой-иммунной оси в клиническую практику.