Кишечный микробиом, сообщество триллионов микробов, живущих в кишечнике человека, имеет все большую репутацию влияющего не только на здоровье кишечника, но и на здоровье органов, удаленных от кишечника. Для большинства микроорганизмов в кишечнике детали того, как они могут влиять на другие органы, остаются неясными, но для резидентных бактерий L. reuteri кусочки головоломки начинают вставать на свои места.
«L. reuteri — одна из таких бактерий, которая может поражать более чем один орган в организме», — комментирует соавтор исследования доктор Сара Ди Риенци (Sara Di Rienzi), сотрудник кафедры молекулярной вирусологии и микробиологии в Медицинском колледже Бэйлора (Baylor College of Medicine). «Исследователи обнаружили, что эти бактерии уменьшают воспаление кишечника у взрослых и моделей на грызунах, подавляют потерю костной массы на моделях остеопороза на животных и в ходе клинических испытаний на людях, способствуют заживлению кожных ран у мышей и людей и улучшают социальное поведение на шести моделях мышей с расстройством аутистического спектра».
Было показано, что из этих эффектов L. reuteri способность стимулировать социальное поведение и заживление ран требует передачи сигналов гормоном окситоцином, но о том, как это происходит, было мало что известно.
«Мы исследовали связь, связывающую L. reuteri, окситоцин и отдаленные органы, такие как мозг, и обнаружили неожиданные результаты», — добавляет первый автор исследования доктор Хизер Данхоф (Heather Danhof), сотрудник кафедры молекулярной вирусологии и микробиологии в Медицинском колледже Бэйлора.
«Окситоцин в основном вырабатывается в гипоталамусе, области мозга, участвующей в регуляции питания и социального поведения, а также в других органах. Учитывая, что в кишечнике вырабатываются и другие гормоны, вырабатываемые мозгом, мы проверили новую идею о том, что сам окситоцин также вырабатывается в эпителии кишечника, где обычно обитает L. reuteri».
Ученые выстраивали свою работу шаг за шагом. Во-первых, они проанализировали наборы данных одноклеточной RNA-Seq кишечного эпителия, которые показывают, какие гены экспрессируются в этой ткани, и обнаружили, что гены окситоцина экспрессируются в эпителии различных видов, включая мышей, макак и человека. Затем, используя флуоресцентную микроскопию, команда ученых выявила присутствие окситоцина непосредственно на органоидах кишечника человека, также называемых мини-кишками, которые представляют собой лабораторные модели кишечной ткани, повторяющие многие из ее функций и структуры.
«Наконец, важным моментом стало то, что мы визуализировали окситоцин в образцах тканей кишечника человека, продемонстрировав, что окситоцин является кишечным гормоном», — объясняет Ди Риенци.
«Мы также определили механизм, с помощью которого L. reuteri опосредует секрецию окситоцина из тканей кишечника человека и органоидов кишечника человека», — добавляет Данхоф. «L. reuteri стимулирует энтероэндокринные клетки кишечника к высвобождению кишечного гормона секретина, который, в свою очередь, стимулирует другой тип клеток кишечника, энтероциты, к высвобождению окситоцина».
«Мы воодушевлены этими открытиями», — заключает соавтор исследования доктор Роберт Бриттон (Robert Britton), профессор молекулярной вирусологии и микробиологии и член Комплексного онкологического центра Дэна Дункана в Университете Бэйлора (Dan Duncan Comprehensive Cancer Center at Baylor).
«Эти бактерии оказывают положительное воздействие на различные части тела, но непонятно, как это происходит. Наши результаты показывают, что окситоцин также вырабатывается в кишечнике, и существует новый механизм, с помощью которого L. reuteri влияет на секрецию окситоцина. Сейчас мы работаем над выявлением потенциальных методов лечения расстройств аутистического спектра, используя новую модель мыши с дефицитом кишечного окситоцина, чтобы получить новое понимание связи между окситоцином, вырабатываемым в кишечнике, социальным поведением и мозгом».
Работа опубликована в научном журнале Gut Microbes.
Авторы другого исследования утверждают, что кишечные бактерии не вызывают аутизм.