Ученые: иммунную систему новорожденного формируют кишечные бактерии
Исследование, показавшее, что кишечник ребенка вскоре после рождения колонизируют уникальные бактерии, которые вырабатывают нейротрансмиттер серотонин, обучающий иммунные клетки кишечника не реагировать на пищу, тем самым предотвращая аллергические реакции, провели ученые из Медицинского колледжа Корнеллского университета (Weill Cornell Medicine), США, 15 марта сообщает сайт новостей науки EurekAlert со ссылкой на пресс-службу колледжа.
Результаты проведенного доклинического исследования были представлены в статье «Серотонин, полученный из кишечных бактерий, способствует иммунной толерантности в раннем возрасте», которая была опубликована в журнале Science Immunology.
Производящие серотонин бактерии, поселяясь в кишечнике новорожденного, способствуют развитию иммунных клеток, называемых Т-регуляторными клетками (Treg). Эти клетки подавляют неадекватные иммунные реакции и тем самым предотвращают аутоиммунные заболевания и аллергические реакции на безвредные продукты питания или полезные кишечные микробы.
Старший автор исследования, доктор Мелоди Цзэн из отделения педиатрии в Weill Cornell Medicine, пояснила:
«Кишечник в настоящее время известен как второй мозг человека, поскольку он производит более 90% нейротрансмиттеров в организме человека. Хотя нейротрансмиттеры, такие как серотонин, наиболее известны своей ролью в здоровье мозга, рецепторы нейротрансмиттеров расположены по всему человеческому телу».
В процессе исследования команда установила, что в кишечнике новорожденных мышей уровень нейротрансмиттеров, в том числе серотонина, намного выше, чем у взрослых особей.
«До сих пор почти все исследования кишечных нейротрансмиттеров проводились на взрослых животных или людях, где специфический тип клеток кишечника, называемый энтерохромаффинными клетками, вырабатывают нейромедиаторы, — отметила доктор Цзэн. — Однако мы обнаружили, что это не относится к кишечнику новорожденного, где большая часть серотонина вырабатывается бактериями, которых в кишечнике новорожденного больше».
Открытие команды Цзэн было подтверждено данными биобанка стула младенцев, созданного ранее в ее лаборатории в сотрудничестве с отделением интенсивной терапии новорожденных Нью-Йоркской пресвитерианской больницы для женщин и новорожденных им. Александры Коэн.
Результаты исследования показали, что до того как кишечник новорожденного «научится» сам вырабатывать нейротрансмиттеры, его уникальные кишечные бактерии могут поставлять в организм ребенка серотонин, необходимый для жизненно важных биологических функций на раннем этапе развития.
«Мы обнаружили, что кишечные бактерии у молодых мышей не только непосредственно производят серотонин, но и уменьшают уровень фермента, называемого моноаминоксидазой, который обычно расщепляет серотонин, тем самым поддерживая высокий уровень серотонина в кишечнике», — рассказала ведущий автор исследования, научный сотрудник отделения педиатрии в Weill Cornell Medicine доктор Кэтрин Санидад.
Баланс иммунных клеток в этом случае изменяется за счет высокого уровня серотонина, приводя к увеличению количества Treg, что, в свою очередь, помогает предотвратить чрезмерную реакцию иммунной системы и атаку кишечных бактерий или пищевых антигенов.
Доктор Цзэн отметила важность наличия правильных типов полезных бактерий у новорожденного. Младенцы в развитых странах чаще имеют дело с антибиотиками и меньше подвержены воздействию различных микробов, что может существенно повлиять на численность в их кишечнике бактерий, продуцирующих серотонин.
В результате это может привести к пониженному числу регулирующих иммунных клеток Treg и развитию иммунных реакций на собственные кишечные бактерии или аллергии на пищу. Вероятно, именно поэтому пищевая аллергия всё более распространяется среди детей в развитых странах и провоцирует у них развитие аутоиммунных заболеваний во взрослом возрасте.
В планах у исследователей изучение бактерий в образцах стула младенцев, чтобы количественно определить выработку ими серотонина, других нейротрансмиттеров и молекул.
«Очень важно понимать, как тренируется иммунная система в раннем возрасте, но для новорожденных и детей этот вопрос недостаточно изучен. Надеемся, что дальнейшие исследования этих периодов развития могут привести нас к разработке подходов к снижению риска воспалительных заболеваний, таких как пищевая аллергия и воспалительные заболевания кишечника, в более позднем возрасте», — заключила доктор Санидад.
