Naukowcy z Weill Cornell Medicine odkryli, że specyficzne bakterie kolonizują jelita wkrótce po urodzeniu i wytwarzają neuroprzekaźnik serotoninę, który kształci komórki odpornościowe jelit. Pomaga to zapobiegać reakcjom alergicznym zarówno na żywność, jak i drobnoustroje na wczesnym etapie rozwoju.

Badanie przedkliniczne, opublikowane 15 marca w Science Immunology, wykazało, że bakterie występujące w jelitach noworodków wytwarzają serotoninę, która wspomaga rozwój komórek odpornościowych zwanych komórkami T-regulacyjnymi lub Treg. Komórki te tłumią niewłaściwe odpowiedzi immunologiczne, aby pomóc zapobiegać chorobom autoimmunologicznym i niebezpiecznym reakcjom alergicznym na nieszkodliwe produkty spożywcze lub pożyteczne drobnoustroje jelitowe.

„Jelita są obecnie nazywane drugim ludzkim mózgiem, ponieważ wytwarzają ponad 90 procent neuroprzekaźników w organizmie człowieka. Neuroprzekaźniki, takie jak serotonina, są najbardziej znane ze swojej roli w zdrowiu mózgu, ale receptory neuroprzekaźników są rozmieszczone w całym organizmie człowieka. ”- wyjaśniła główna autorka badania, dr Melody Zeng, adiunkt immunologii w Instytucie Badań nad Dzieciątkiem Gale’a i Iry Drukierów oraz na Wydziale Pediatrii w Weill Cornell Medicine.

Bakterie jelitowe u dzieci stanowią pomocną dłoń

Naukowcy zaobserwowali, że w jelitach noworodków myszy znajdował się znacznie wyższy poziom neuroprzekaźników, w tym serotoniny, niż w jelitach dorosłych. „Jak dotąd prawie wszystkie badania neuroprzekaźników jelitowych przeprowadzono na dorosłych zwierzętach lub ludziach, gdzie specyficzny typ komórek jelitowych, zwany komórkami enterochromafinowymi, wytwarza neuroprzekaźniki” – powiedział dr Zeng. „Odkryliśmy jednak, że nie ma to miejsca w jelitach noworodków, gdzie większość serotoniny wytwarzana jest przez bakterie, których jest w jelitach noworodków więcej”.

Zostało to również potwierdzone u niemowląt za pomocą biobanku ludzkiego kału niemowlęcego, który laboratorium Zeng utworzyło we współpracy z Oddziałem Intensywnej Terapii Noworodków nowojorsko-prezbiteriańskiego szpitala Alexandra Cohen dla kobiet i noworodków. Próbki te pobrano za zgodą rodziców i zanonimizowano.

Wyniki badania sugerują, że zanim jelita noworodka będą wystarczająco dojrzałe, aby wytworzyć neuroprzekaźniki, unikalne bakterie jelitowe mogą dostarczać neuroprzekaźniki potrzebne do kluczowych funkcji biologicznych na wczesnym etapie rozwoju.

„Odkryliśmy, że bakterie jelitowe u młodych myszy nie tylko bezpośrednio wytwarzają serotoninę, ale także zmniejszają aktywność enzymu zwanego monoaminooksydazą, który normalnie rozkłada serotoninę, utrzymując w ten sposób wysoki poziom serotoniny w jelitach” – powiedziała główna autorka badania, dr Katherine Sanidad, doktor habilitowana w dziedzinie pediatrii w Weill Cornell Medicine.

Wysoki poziom serotoniny zmienia równowagę komórek odpornościowych poprzez zwiększenie liczby Treg, co pomaga zapobiegać nadmiernej reakcji układu odpornościowego i atakowaniu bakterii jelitowych lub antygenów pokarmowych. „Jelito noworodka potrzebuje bakterii wytwarzających serotoninę, aby utrzymać układ odpornościowy pod kontrolą” – dodała dr Sanidad.

Zdrowy układ odpornościowy pomaga w późniejszym życiu

Dr Zeng zauważyła, że ​​praca ta podkreśla znaczenie posiadania odpowiedniego rodzaju pożytecznych bakterii wkrótce po urodzeniu. Niemowlęta w krajach rozwiniętych mają lepszy dostęp do antybiotyków, mniejsze narażenie na różnorodne drobnoustroje w czystym środowisku i potencjalnie niezdrową dietę, która może znacząco wpłynąć na liczebność bakterii wytwarzających serotoninę w ich jelitach.

W rezultacie te dzieci mogą mieć mniej Tregów i rozwinąć reakcje immunologiczne na własne bakterie jelitowe lub alergie na żywność. Może to być jeden z powodów, dla których alergie pokarmowe stają się coraz powszechniejsze u dzieci, szczególnie w krajach rozwiniętych. „Przy odpowiedniej edukacji układ odpornościowy dziecka rozpozna, że ​​takie produkty jak orzeszki ziemne i jajka są w porządku i nie musi ich atakować” – powiedziała. Może to mieć również wpływ na rozwój chorób autoimmunologicznych – gdy układ odpornościowy atakuje zdrowe komórki organizmu – w późniejszym życiu.

Następnie zespół planuje przyjrzeć się bakteriom w próbkach kału ludzkiego niemowlęcia, aby zmierzyć wytwarzaną przez nie serotoninę, inne neuroprzekaźniki i cząsteczki, które mogą pomóc w wytrenowaniu układu odpornościowego w celu zapobiegania przyszłym chorobom pochodzenia immunologicznego, takim jak alergie, infekcje i nowotwory.

„Zrozumienie, w jaki sposób układ odpornościowy jest trenowany na wczesnym etapie życia, jest niezbędne, ale nie zbadano tego w przypadku noworodków i dzieci. Dalsze badania tych okresów rozwojowych mogą, miejmy nadzieję, doprowadzić nas do opracowania metod łagodzących, które zmniejszą ryzyko chorób zapalnych, takich jak alergie pokarmowe i zapalenie jelit. choroby w późniejszym życiu” – powiedział dr Sanidad.

Ta historia została opublikowana z kanału agencyjnego bez modyfikacji tekstu. Zmieniono jedynie nagłówek.