Ранний контакт с бактериями окружающей среды полезен для иммунитета

Содержание домашнего скота во дворе помогает развитию и укреплению иммунной системы ребенка

Ранний контакт с разнообразными бактериями сельскохозяйственных животных может привести к устойчивому развитию иммунной системы

Близкое знакомство с сельскохозяйственными животными может помочь нам справиться с болезнями, говорят исследователи, которые продемонстрировали преимущества раннего воздействия широкого спектра экологических бактерий.

Ученые из Университета штата Огайо обнаружили, что бактерии и другие микробы у сельских детей-амишей были гораздо более разнообразными, чем те, что были обнаружены в кишечнике городских детей. И, в первом в своем роде эксперименте, они нашли доказательства того, как более здоровый кишечный микробиом может привести к более устойчивому развитию дыхательной иммунной системы.

Исследование, опубликованное в журнале Frontiers in Immunology в очередной раз подтверждает правоту т.н. "гигиенической гепотезы".

Прим. ред.: Амиши (англ.Amish) - религиозное движение, зародившееся как самое консервативное направление в меннонитстве и затем ставшее отдельной протестантской религиозной деноминацией. Амиши отличаются простотой жизни и одежды, нежеланием принимать многие современные технологии и удобства. Движение возникло в 1693 году в Европе, но потом большинство амишей было вынуждено, спасаясь от преследований, эмигрировать в Америку. В настоящее время большинство амишей проживают в США и Канаде.

«Хорошая гигиена важна, но с точки зрения нашей иммунной системы, дезинфицированная среда лишает нашу иммунную систему возможности обучаться микробами. Излишняя чистота не обязательно хорошая вещь», - сказал соавтор исследования, Чжунтан Ю (Zhongtang Yu), профессор микробиологии в Департаменте наук о животных штата Огайо и член Центра пищевых инноваций Университета штата Огайо.

Исследовательская группа собрала фекальные образцы от 10 младенцев Огайо, которым было от 6 месяцев до года. Все пятеро амишей жили в сельских домах с сельскохозяйственными животными. Остальные пять младенцев жили в Вустере, в городе Огайо или поблизости от него, и не имели никаких контактов со скотом.

Образцы выявили важные различия, в частности, широкое разнообразие микробов и обилие полезных бактерий в кишечнике амишей, которые не были обнаружены в их городских аналогах. Исследователи ожидали этого, основываясь на контакте младенцев с домашним скотом и на том факте, что амиши, как правило, ведут относительно менее дезинфицированный образ жизни, чем большинство других американцев.

«Воспитание ранней иммунной системы сильно отличается у детей-амишей по сравнению с городскими жителями», - говорит Ренукарадхья Гурпура (Renukaradhya Gourapura), со-ведущий автор исследования и профессор в колледже продовольствия, сельскохозяйственных и экологических наук штата Огайо и программы исследований здоровья пищевых животных.

Рисунок 1 . Сравнение фекальной микробиоты между детьми амишей и не-амишей. (A) Бактериальные типы выявлены, * значительно меньшая относительная численность у амишей, чем у неамериканских, # значительно большая относительная численность у амишей, чем у не-амишей; (B) график анализа главных координат (PCoA); (C) отношение Firmicutes / Bacteroidetes; (D) основные бактериальные роды (каждый представлен> 1% от общей последовательности); (E) Анализ LEfSe участка на уровне рода. LEfSe (Linear discriminant Analysis effect size) - это инструмент, разработанный группой Хаттенхауэра (Huttenhower) для поиска биомаркеров между 2 или более группами с использованием относительного обилия.

Что они действительно хотели знать, так это то, как эти различия могут повлиять на развитие иммунной системы, заложив основу для способности организма выявлять и атаковать заболевания и его устойчивость к аллергии и другим проблемам иммунной системы. Предыдущие исследования, проведенные среди населения США, а также для сопоставимых групп населения по всему миру, показали четкую связь между сельской жизнью и снижением аллергии и астмы, сказал Гурапура.

Эта связь привела к теории, называемой «гигиенической гипотезой», которая основана на идее, что сверхчистая современная жизнь - например, антибактериальное мыло, повсеместное использование дезинфицирующих средств для рук, чистые дома и рабочие места - привела к увеличению аутоиммунных и аллергических заболеваний.

Учитывая, что триллионы микробов в кишечнике человека, как известно, играют важную роль в здоровье и прогрессировании заболевания, исследователи штата Огайо хотели изучить, как различные кишечные микробиомы могут способствовать развитию иммунной системы. Для этого они использовали фекальные трансплантаты от детей в исследовании, чтобы колонизировать кишки новорожденных свиней.

«Мы хотели посмотреть, что происходит на ранних этапах развития иммунной системы, когда новорожденным свиньям со стерильным кишечником (без микробов) дают кишечные микробы от человеческих младенцев, выросших в разных условиях», - сказал Гурапура. «Со дня своего рождения амишские дети подвергались воздействию различных видов микробов внутри и за пределами своих домов».

Исследователи увидели связь между разнообразными кишечными микробами амишей и более устойчивым развитием иммунных клеток, особенно лимфоидных и миелоидных клеток в кишечнике.

«Действительно, была большая разница в генерации критических иммунных клеток», - сказал Гурапура.

Предыдущее исследование связи между микробиомом и иммунитетом проводились на мышах, и это исследование показало, что свиньи, у которых анатомия, иммунная система, генетика и физиология больше похожи на людей, являются более жизнеспособным вариантом для дальнейшего изучения, сказал Гурапура. Это важный шаг, потому что он открывает двери для лучшего изучения деталей о микробных связях между кишечником и иммунной системой дыхательных путей у младенцев, сказал он.

«Исследователи знают, что кишечный микробиом играет существенную роль в развитии иммунной системы и в возникновении различных метаболических процессов и инфекционных заболеваний, но нам нужны более совершенные модели, чтобы обнаружить детали этого процесса, чтобы мы могли использовать эту информацию для улучшения здоровья человека ", сказал Гурапура.

Например, возможно, что некоторые пробиотики могут улучшить здоровье кишечника и иммунитет, сказал Чжунтан Ю.

Хотя основным отличием детей в этом исследовании было их подверженность влиянию фермерской среды, исследователи также отметили, что двое детей, не являющихся амишами, получали только искусственное вскармливание, в то время как все дети амишей в этом исследовании находились на грудном вскармливании. Другим важным отличием, которое могло бы способствовать различиям в микробиоме кишечника между группами, является то, что семьи амишей росли и регулярно ели свою собственную продукцию.

Источник: Материалы предоставлены Университетом штата Огайо

Статья в журнале: Zhongtang Yu, Gourapura J. Renukaradhya, et. al. Amish (Rural) vs. non-Amish (Urban) Infant Fecal Microbiotas Are Highly Diverse and Their Transplantation Lead to Differences in Mucosal Immune Maturation in a Humanized Germfree Piglet Model. Frontiers in Immunology, 2019

Дополнительно см.: Формирование кишечной микробиоты ребенка