Ученые выяснили, как микрофлора кишечника влияет на воспаление мозга

Исследование побочных продуктов кишечных бактерий дает информацию о том, как микробиом влияет на воспаление головного мозга и его потенциальную роль при неврологических заболеваниях. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Актуальность проблемы

Согласно недавним исследованиям, бактерии кишечника влияют на каждый аспект физиологии, как в отношении здоровья, так и в отношении болезней. Кишечные бактерии играют важную роль во всем — от диабета до ожирения, от депрессии до шизофрении.
Используя как животные модели, так и человеческие клетки, ученые исследовали трехсторонние взаимодействия между головным мозгом, кишечником и иммунной системой.

«Эти результаты, — говорит Франциско Кинтана (Francisco Quintana), — дают четкое представление о том, как кишечник воздействует на клетки центральной нервной системы в мозгу. Теперь мы сможем разработать новые методы лечения».

Исследователи сосредоточились на том, как кишечные бактерии взаимодействуют с двумя типами клеток головного мозга: микроглии и астроциты.

Микроглии — главные в иммунной реакции центральной нервной системы, они удаляют мертвые и поврежденные клетки.

Астроциты представляют собой звездообразные клетки, которые обеспечивают поддержку нервных клеток. Известно, что микроглия выделяет определеные нейротоксины, которые повреждают астроглию. Считается, что это приводит к ряду неврологических проблем, вызывая воспаление головного мозга.

Материалы и методы исследования

В новом исследовании ученые использовали мышей с моделированным рассеянным склерозом. Это исследование было первым, которое показало, как продукты жизнедеятельности бактерий кишечника могут действовать непосредственно на микроглии для уменьшения воспаления.

Результаты научной работы

Побочные продукты, продуцируемые кишечными бактериями, когда они разрушают триптофан, оказывают влияние на микроглию, тем самым уменьшая воспаление в головном мозгу. Триптофан — это аминокислота, встречающаяся во многих продуктах питания, включая индейку, сыр и нут.

Исследователи продемонстрировали, что продукты распада этой аминокислоты могут проходить через гематоэнцефалический барьер, активируя противовоспалительный путь, который защищает от нейродегенерации.

Ученые исследовали ткань головного мозга людей с РС и обнаружили похожие молекулы и пути. Они связаны с болезнью Альцгеймера и глиобластомой, поэтому последствия этой линии исследования могут быть широкомасштабными.

«Вероятно, механизмы, которые мы обнаружили, имеют отношение к другим неврологическим заболеваниям в дополнение к рассеянному склерозу», — говорит Кинтана. «Эти идеи могут помочь нам в новых методах лечения РС и других заболеваний».

Авторы нового исследования утверждают, что микробиота кишечника может играть важную роль в развитии рака толстого кишечника.

Литература

Rothhammer V. et al. Microglial control of astrocytes in response to microbial metabolites //Nature. – 2018. – С. 1.