Jak „efekt zagrody” chroni dzieci przed astmą i alergiami?
W latach 80. XX wieku epidemiologia zwróciła uwagę, że dzieci wychowujące się w gospodarstwach rolnych rzadziej chorują na astmę i alergie. Do tej pory jednak wyjaśnienie tego zjawiska – zwanego „efektem zagrody” – opierało się na ogólnej hipotezie mówiącej, że intensywny kontakt z różnorodnymi mikroorganizmami we wczesnym dzieciństwie trenuje układ odpornościowy, ucząc go, by nie reagował nadmiernym stanem zapalnym na bodźce, które w rzeczywistości nie stanowią zagrożenia. Taka koncepcja, mimo że przekonująca, nie wskazywała, które konkretnie drobnoustroje odpowiadają za ochronę ani jak dokładnie ta ochrona powstaje.
Udało się to wyjaśnić zespołowi kierowanemu przez prof. Markusa Ege z Instytutu Zapobiegania Astmie i Alergii Helmholtz Munich. Badacze prześledzili cały łańcuch zdarzeń prowadzący od otoczenia dziecka do reakcji jego organizmu. W tym celu wykorzystali materiał zebrany od ponad tysiąca dzieci – kurz z ich materaców posłużył do odczytania składu bakteryjnego środowiska domowego, a dodatkowo przeanalizowano próbki pyłu pobrane bezpośrednio z obór. Zastosowanie sekwencjonowania genetycznego pozwoliło ustalić nie tylko to, jakie bakterie tam występują, ale też jakie szlaki metaboliczne mogą one uruchamiać. Całość zweryfikowano następnie na niezależnych grupach dzieci z Francji i Finlandii.
Z tysięcy gatunków bakterii obecnych w kurzu udało się wyodrębnić wąską grupę – dziewięć rodzajów bakterii Gram-dodatnich – która samodzielnie tłumaczy większość korzystnego wpływu życia na wsi. Udało się też zidentyfikować konkretne dwa gatunki: Romboutsia timonensis oraz Glutamicibacter arilaitensis. Ich obecność wiąże się z redukcją ryzyka astmy o mniej więcej dwie trzecie, a ryzyka egzemy i kataru siennego o około połowę. Co ciekawe, obecne w tym samym środowisku grzyby i bakteriofagi nie wykazywały działania ochronnego.
Najbardziej wartościowym elementem pracy jest wyjaśnienie, w jaki sposób bakterie te wpływają na ludzki organizm. Pochodzą one z układu pokarmowego bydła i w procesie przemiany materii wytwarzają drobne cząsteczki chemiczne – między innymi kynureninę, ksantynę oraz kwasy tłuszczowe: alfa-linolenowy i stearydonowy. Cząsteczki te unoszą się wraz z pyłem i trafiają do dróg oddechowych, gdzie łączą się z dwoma receptorami komórkowymi: AhR i PPARγ. Receptory te uczestniczą w regulacji odpowiedzi immunologicznej i – jak wykazało badanie – ich pobudzenie tłumi nadmierną reakcję zapalną leżącą u podstaw astmy. Dodatkowo naukowcy zauważyli, że drobne różnice genetyczne w budowie tych receptorów modyfikują siłę ochronnego działania bakterii u poszczególnych dzieci.
W ten sposób raz pierwszy opisano pełną sekwencję zjawiska: od krowy, przez powietrze w oborze, bakterie i produkowane przez nie związki chemiczne, aż po receptory w płucach dziecka. Wyniki, opublikowane w NEJM Evidence, otwierają drogę do dalszych badań laboratoryjnych nad tym mechanizmem, a w przyszłości mogą posłużyć do stworzenia preparatu odtwarzającego dobroczynne działanie zagrody.
Komentarze (0)