Противовоспалительный жир почвенной бактерии может защитить от стрессов

Микробный жир, спрятанный в грязи, может предотвратить тревожные расстройства и воспаления вызванные стрессом

Липид, обнаруженный в почвенных бактериях, помогает объяснить «гигиеническую гипотезу»

Спустя тридцать лет после того, как ученые придумали термин «гигиеническая гипотеза», чтобы предположить, что повышенное воздействие микробов может принести пользу здоровью, исследователи из Университета Колорадо в Боулдере (University of Colorado Boulder) выявили противовоспалительный жир в почвенной бактерии, который может быть ответственным за это...

Открытие, опубликованное в журнале Psychopharmacology, может хотя бы частично объяснить, как бактерия, Mycobacterium vaccae, подавляет связанные со стрессом расстройства. Это также делает исследователей на один шаг ближе к разработке микробной «вакцины против стресса».

Прим. ред.: Mycobacterium vaccae - это непатогенный вид бактерий семейства Mycobacteriaceae, который естественным образом обитает в почве. Его название происходит от латинского слова vacca (корова), так как он был впервые выращен из коровьего навоза в Австрии. Области исследований, проводимых в отношении вакцины убитой Mycobacterium vaccae, включают иммунотерапию при аллергической астме, раке, депрессии, проказе, псориазе, дерматите, экземе и туберкулезе.

«Мы думаем, что в этой бактерии есть специальный соус, обеспечивающий ей защитные эффекты, и жир является одним из основных компонентов этого специального соуса», - сказал старший автор исследования и профессор интегративной физиологии Кристофер Лоури (Christopher Lowry).

Британский ученый Дэвид Стрэчан (David Strachan) впервые выдвинул противоречивую «гипотезу гигиены» в 1989 году, предположив, что в нашем современном, стерильном мире отсутствие контакта с микроорганизмами в детском возрасте приводит к нарушению иммунной системы и более высокому уровню аллергии и астмы.

С тех пор исследователи усовершенствовали эту теорию, предположив, что это не отсутствие подверженности болезнетворным микробам во время игры, а скорее «старым друзьям» - полезным микробам в почве и окружающей среде - и это также влияет на психическое здоровье.

«Идея состоит в том, что, поскольку люди ушли от ферм и сельского хозяйства или существования охотников-собирателей в города, мы потеряли контакт с организмами, которые служили для регулирования нашей иммунной системы и подавления неуместного воспаления», - сказал Лоури, который предпочитает фразы «гипотеза старых друзей» или «эффект фермы». «Это повышает риск возникновения воспалительных заболеваний и психических расстройств, связанных со стрессом».

Лоури опубликовал многочисленные исследования, демонстрирующие связь между воздействием здоровых бактерий и психическим здоровьем.

Одно из исследований показало, что, что дети, выросшие в сельской местности, окруженные животными и бактериальной пылью, вырастая имеют более устойчивую к стрессу иммунную систему и могут подвергаться более низкому риску психических заболеваний, чем городские жители без домашних животных.

Другое исследование показало, что когда конкретная бактерия, Mycobacterium vaccae, вводится грызунам, она изменяет поведение животных так же, как и антидепрессанты, и оказывает длительное противовоспалительное действие на мозг. Исследования показывают, что чрезмерное воспаление повышает риск возникновения травм и стрессовых расстройств, таких как посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР).

Одно недавнее исследование, автором которого является Лоури, опубликованное в работе Национальной академии наук в 2017 году, показало, что инъекции M.vaccae до стрессового события могут предотвратить «ПТСР-подобный» синдром у мышей, устраняя вызванный стрессом колит и заставляя животных действовать менее тревожно, когда они снова испытывают стресс позже.

«Мы знали, что это сработает, но не знали почему», - сказал Лоури. «Эта новая статья помогает прояснить это».

Для нового исследования Лоури и его команда идентифицировали, выделили и химически синтезировали новый липид или жирную кислоту, названную 10 (Z)-гексадеценовой кислотой, найденную в Mycobacterium vaccae, и использовали методы секвенирования следующего поколения для изучения того, как она взаимодействовала с макрофагами или иммунными клетками, когда клетки были стимулированы.

Они обнаружили, что внутри клеток липид действует как ключ в замке, связываясь со специфическим рецептором, активируемым пролифератором пероксисом (PPAR), и ингибируя множество ключевых путей, которые управляют воспалением. Они также обнаружили, что когда клетки были предварительно обработаны липидом, они были более устойчивы к воспалению при стимуляции.

«Похоже, что у этих бактерий, с которыми мы совместно развивались, есть хитрость», - сказал Лоури. «Когда они поглощаются иммунными клетками, они высвобождают эти липиды, которые связываются с этим рецептором и отключают воспалительный каскад».

Лоури давно предполагал разработать «вакцину от стресса» от M. vaccae, которую можно было бы дать лицам, оказывающим первичную медицинскую помощь, солдатам и другим людям, работающим в условиях сильного стресса, чтобы помочь им справиться с психологическим ущербом.

«Для нас это огромный шаг вперед, поскольку он определяет активный компонент бактерий и рецептор этого активного компонента в организме хозяина», - сказал он.

Простое знание механизма действия, с помощью которого М. vaccae извлекает выгоду, может повысить доверие к нему как к потенциальному терапевтическому средству. И если дальнейшие исследования покажут, что новый жир обладает терапевтическим эффектом, эта молекула может стать мишенью для разработки лекарств, сказал он.

В целом, исследование предлагает еще одно доказательство того, что нашим рецептором, рецептором, «старым друзьям» есть что предложить.

«Это всего лишь один штамм одного вида бактерий одного типа, который обнаружен в почве, но в почвах есть миллионы других штаммов», - сказал Лоури. «Мы только начинаем видеть верхушку айсберга с точки зрения выявления механизмов, с помощью которых они развивались, чтобы сохранять нас здоровыми. Это должно вызывать благоговение у всех нас».

Источник: Healthy fat hidden in dirt may fend off anxiety disorders | EurekAlert! Science News

Статья в журнале: Smith, D.G., Martinelli, R., Besra, G.S., et al. Identification and characterization of a novel anti-inflammatory lipid isolated from Mycobacterium vaccae, a soil-derived bacterium with immunoregulatory and stress resilience properties.Psychopharmacology (2019)

На заметку

Гигиеническая гипотеза возникновения аутоимунных болезней и гипотеза "старых друзей"

Гигиеническая гипотеза

В 1989 году эпидемиолог из Лондона Дэвид Страчан (David Strachan) выдвинул гипотезу, впоследствии названную гигиенической (hygiene hypothesis), которая объясняет развитие аллергии и рост ее распространенности. По Страчану, причиной, по которой возросла частота развития аллергических состояний, является снижение микробной антигенной нагрузки на организм ребенка в связи с уменьшением размера семьи и улучшением жизненных условий. Уменьшение контакта с бактериальными антигенами уменьшает и возможность переключения сформировавшегося в антенатальном и неонатальном периоде Th2-клеточного иммунного ответа с преобладанием его над Th1-клеточным иммунным ответом в направлении сбалансированного соотношения Th1- и Th2-ответов, что способствует персистированию аллергического ответа (Martinez, Holt, 1999). В соответствии с гигиенической концепцией развития аллергии, перенесенные в первые два года жизни ребенком инфекционные болезни могут оказывать протективное по отношению к бронхиальной астме действие. А ряд исследований показал, что дети, выросшие на ферме в тесном контакте с сельскохозяйственными и домашними животными, реже имели сенсибилизацию к пыльцевым и другим атопическим аллергенам в сравнении с детьми, выросшими в другой среде.

Вскоре после возникновения теория влияния гигиены стала использоваться многими учеными для объяснения более широкой распространенности аллергических болезней в высокоразвитых индустриальных странах по сравнению с развивающимися странами. В дальнейшем применение теории влияния гигиены стало более широким. Рост числа аутоиммунных болезней (рассеянный склероз, болезнь Крона) у молодых людей в развитых странах также стал связываться с гигиеническими условиями.

Гипотеза «cтарых друзей»

В 2003 Грэм Рук (Graham Rook) - профессор медицинской микробиологии из UCL (University College London) предложил гипотезу «старых друзей», детские инфекции, которыми дети болеют минимум на протяжении десяти тысяч лет, играют важную роль в настройке здорового иммунитета.

Изменения, которые она внесла в старую гигиеническую теорию, состоят в том, что для тонкой настройки и гармоничного развития регуляторных механизмов иммунитета важны не всякие антигены окружающей среды, а прежде всего "старые друзья" - микроорганизмы и паразиты, которые обладают низкой патогенностью (вредностью) и давно сосуществуют с человечеством в близких отношениях. Так что разнообразие доступной травы не так уж важно, а вот разнообразие жителей и визитеров кишечника имеет большое значение...

Будьте здоровы!