Авторы работы использовали линию мышей, у которых от рождения не было бактерий-симбионтов кишечника. Их извлекали из утробы матери путем кесарева сечения, чтобы детеныши не контактировали с микроорганизмами родовых путей. Всех этих мышей держали в стерильных условиях и кормили стерилизованной пищей. Когда мышатам-самцам исполнилось три месяца, у них отобрали пробы сыворотки крови, чтобы выяснить, какие естественные антитела там содержатся. Естественными называют антитела, присутствующие в организме уже после рождения. Как правило, они реагируют на наличие определенных веществ на мембранах эритроцитов или сахаров на поверхности разных других клеток. Именно на этом принципе основана несовместимость крови разных групп.
После первого анализа крови на естественные антитела ученые разделили мышей на несколько экспериментальных групп по четыре особи в каждой. Одних продолжали содержать в стерильных условиях, другим перорально (через рот) ввели бактерий Escherichia coli K-12, штамм W 311. Третьи таким же образом получили бактерии Bifidobacterium longum, штамм NCC2705, а четвертые — Bacteroides thetaiotaomicron, штамм VPI-5482. Грызуны из пятой группы получили штамм SD2112 бактерии Lactobacillus reuteri, шестой — сразу четыре различных штамма нескольких видов микроорганизмов (E. coli, W3110; B. longum, NCC2705; B. thetaiotaomicron, VPI-5482; L. reuteri, SD2112). Бактерии этих видов в норме присутствуют в микрофлоре кишечника. Седьмую группу перевели на обычную нестерильную пищу, а мышам из восьмой группы зондом однократно ввели кал нормальных лабораторных мышей с кишечной микрофлорой. Также была и контрольная группа грызунов, живших в нестерильных условиях и питавшихся обычным кормом.
Через четыре недели после установления нового рациона у мышей снова взяли сыворотку на анализ содержания в ней естественных антител 350 видов. Их наличие выявляли, добавляя капли крови в специальные лунки с соответствующими антигенами — веществами, на которые должны реагировать те или иные антитела. При связывании антигенов с антителами содержимое лунок начинало флуоресцировать (светиться). Так можно было определить присутствие конкретных типов интересующих исследователей антител в сыворотке.
Изначально у «стерильных» мышей практически не было естественных антител к сахарам с поверхности бактериальных и даже растительных и животных клеток. Однако после введения им кала от «нестерильных» собратьев число различных типов естественных антител к таким веществам достигло 54. У обычных грызунов оно было немногим больше — 67, но их состав заметно отличался. В группах, чьи представители получили четыре и менее штаммов, репертуар естественных антител был значительно менее разнообразным.
Отсюда ученые сделали вывод, что ранний контакт с бактериями и наличие микроорганизмов-симбионтов в кишечнике — залог формирования большого разнообразия естественных антител к сахарам с поверхности клеток самых различных организмов. Это соответствует последним данным из области исследований связи иммунитета и кишечной микробиоты.
