|
Бактерии играют важную роль в функционировании мозга
|
|
|
|
Исследователи из Университета Нью-Мексико обнаружили присутствие бактерий в здоровом мозге рыб. Понимание этой связи между бактериями и мозгом животных может иметь значение для изучения болезни Альцгеймера в будущем.
|
|
|
|
Профессор UNM Ирен Салинас долгое время изучала иммунную систему слизистых оболочек позвоночных животных. Ее лаборатория, которая в основном работает с радужной форелью, изучает взаимодействие между иммунной и нервной системами - область, называемая нейроиммунологией. Она фокусируется на взаимодействии хозяина и микробиоты, другими словами, на том, как микробы, живущие в симбиозе с животными, модулируют нервные и иммунные функции.
|
|
|
|
В течение нескольких лет команда Салинаса внимательно изучала нейроиммунные взаимодействия в системе "обоняние - мозг". В 2019 году к команде Салинаса присоединился аспирант Амир Мани. Вскоре они начали задумываться о воздействии бактерий на мозг и о том, могут ли бактерии из носа проникать в мозг. Опираясь на предыдущие исследования, они быстро поняли, что у здоровых рыб бактерии есть в крови и других внутренних органах.
|
|
|
|
Идея о внутреннем микробиоме является спорной, поскольку считается, что бактерии человека проникают в наш организм только тогда, когда мы болеем. Однако ученые предположили, что рыбы могут отличаться тем, что они позволяют бактериям проникать в их организм, не вызывая заболеваний. Это натолкнуло на гипотезу о том, что у рыб тоже могут быть бактерии в мозге, даже если они совершенно здоровы.
|
|
|
|
|
|
|
"Наша первоначальная гипотеза заключалась в том, что мы можем обнаружить некоторые бактерии в области мозга, называемой обонятельной луковицей, которая является частью мозга, связанной с носом", - сказал Салинас. "Однако мы не ожидали увидеть бактерии в других частях мозга. На самом деле, обонятельная луковица была областью мозга, где бактериальная нагрузка была самой низкой.
|
|
|
|
Их исследование "Микробиом мозга лососевых в состоянии гомеостаза", опубликованное недавно в журнале Science Advances, подробно описывает живое бактериальное сообщество в мозге здоровых лососевых.
|
|
|
|
Концентрация бактерий в головном мозге здоровых лососевых примерно такая же, как в селезенке, и, как и ожидалось, значительно ниже в кишечнике. Итак, откуда берутся сообщества бактерий в головном мозге?
|
|
|
|
С помощью компьютерного анализа команда определила, что более 50% разнообразия в мозге можно отнести на счет сообществ бактерий в кишечнике и крови. Поскольку кровь постоянно циркулирует через мозг, неудивительно, что бактерии используют кровь в качестве переносчика для достижения мозга рыб.
|
|
|
|
В ходе исследования авторы смогли визуализировать бактерии с помощью флуоресцентной микроскопии. Интересно, что некоторые из них пересекали гематоэнцефалический барьер. Это подтвердило предположения о том, что кровь, вероятно, является очень важным каналом для проникновения бактерий в мозг. Это также позволило предположить, что бактерии мозга могут регулярно пополняться из источников крови с постоянной скоростью.
|
|
|
|
Хотя в ходе первоначальных экспериментов в мозге форели была обнаружена бактериальная ДНК, было важно показать, что эти бактерии живые. Используя культуромику, цель которой - протестировать как можно больше условий для роста, Мани в рамках исследования получил более 50 идентичных бактериальных изолятов из мозга здоровой форели.
|
|
|
|
Этот бактериальный биобанк, хранящийся в морозильной камере лаборатории Салинаса, представляет собой бесценный ресурс для любого исследователя, желающего глубже изучить функции этих изолятов.
|
|
|
|
"Мы приложили много усилий, чтобы оптимизировать это исследование для крови и тканей с низким содержанием микроорганизмов, чтобы исследовать это открытие", - сказал Мани. "Мы потратили почти два года на оптимизацию методов, использованных в исследовании. Поэтому мы надеемся, что эта работа поможет всей отрасли в будущих расследованиях, основанных на наших наработках".
|
|
|
|
Чтобы подтвердить свои выводы, полученные в ходе лабораторных исследований радужной форели, команда Салинаса попыталась взять образцы нескольких других видов лососевых рыб из разных уголков мира, включая форель Гила из Нью-Мексико, чавычу из Орегона в ее естественной среде обитания, атлантического лосося из Норвегии и радужную форель из Чехии. Во всех случаях бактерии были обнаружены в мозге этих здоровых рыб, что подтверждает открытие команды.
|
|
|
|
Несмотря на обнадеживающие результаты, полученные в отношении лососевых рыб, исследователи все еще не уверены, находятся ли микробиомы мозга в гомеостазе у других рыб, других позвоночных или у человека.
|
|
|
|
"Многие другие исследователи пытались утверждать, что в больном человеческом мозге есть бактерии", - сказал Мани. "И это вызвало настоящий спор в области изучения болезни Альцгеймера, потому что появилось много работ, показывающих, что при вскрытии мозга пациентов с болезнью Альцгеймера в мозге обнаруживаются определенные группы бактерий".
|
|
|
|
Однако исследования с использованием аутопсии человеческого мозга очень трудно контролировать, и поэтому невозможно исключить заражение во время взятия образцов или из-за посмертных изменений. Исследователи приняли все меры предосторожности, чтобы убедиться, что бактерии, которые они извлекли из рыбьих мозгов, действительно находились в мозге, а не были результатом заражения.
|
|
|
|
Это важное исследование, поскольку оно показывает, что бактерии естественным образом присутствуют в мозге рыб, не причиняя им вреда. Это открытие может помочь ученым лучше понять, как бактерии взаимодействуют с мозгом других животных, включая человека. Исследователи полагают, что это может дать представление о таких заболеваниях, как болезнь Альцгеймера, когда предыдущие исследования выявляли бактерии в мозге больных людей.
|
|
|
|
"Я думаю, что существует множество применений для здоровья человека, но есть также много действительно интересных вопросов, которые мы можем задать о важности этой микробиоты мозга в фундаментальном поведении и физиологии рыб", - добавил Салинас.
|
|
|
|
В настоящее время команда пытается изыскать финансирование для дальнейшей поддержки этого направления работы, а также рада сотрудничеству с любыми другими исследователями, чтобы продолжить отвечать на вопросы о микробиомах мозга.
|
|
|
|
Источник
|
