Мы знаем, что в нашем кишечнике обитает целый «зверинец» микробов. По-научному: микробиома. То, в каком состоянии она находится, очень сильно влияет на наше здоровье. А могли бы некоторые из тех же бактерий, что живут в кишечнике, «переехать» в другой дом – в наш мозг?
Об этом задумались ученые на ежегодной встрече Американского общества нейронаук, после того как увидели некоторые изображения, сделанные микроскопом высокого разрешения. На них показаны бактерии, которые, по-видимому, проникают в здоровый мозг человека и «обживают» его клетки. Работа является предварительной, и ее авторы с осторожностью отмечают, что образцы тканей, собранные у трупов, могли быть загрязнены. Но для многих прохожих в выставочном зале очень взволновала вероятность того, что бактерии могут напрямую влиять на процессы в мозге – и даже н неврологические заболевания.
«Это хит недели, – сказал невролог Рональд Макгрегор из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США), который не участвовал в работе. – Это похоже на совершенно новую молекулярную фабрику [в мозгу] с ее собственной жизнью... Это умопомрачительно».
Мозг – это защищенная среда, которая частично отделена от кровотока «стеной» из сети клеток, которые окружают его кровеносные сосуды. Бактерии и вирусы, которые могут проникнуть через этот гематоэнцефалический барьер (физиологический барьер между кровеносной системой и центральной нервной системой), могут вызвать опасное для жизни воспаление. Некоторые исследования показали, что отдаленные микробы – те, что живут в нашем кишечнике, – могут косвенно влиять на настроение, поведение и даже на уровень риска неврологических заболеваний. Например, нарушение баланса микробиомы кишечника может увеличить производство белка-«изгоя», который может вызвать болезнь Паркинсона, если он перемещается по нерву, соединяющему кишечник с мозгом.
Пытаясь перекричать гул и гам, стоявший в выставочном зале, нейроанатом Розалинда Робертс из Университета Алабамы в Бирмингеме (США) рассказала присутствующим о предварительной находке, которая предполагает неожиданно близкие отношения между микробами и мозгом.
Лаборатория Робертс ищет различия между здоровыми людьми и людьми с шизофренией, исследуя кусочки мозговой ткани, сохраненные в течение нескольких часов после смерти людей. Около пяти лет назад нейробиолог Кортни Уокер, студентка в лаборатории Робертс, увлеклась неопознанными стержнеобразными объектами, которые проявились в мелко детализированных изображениях кусочков мозга, сделанных электронным микроскопом. Робертс видела подобные объекты и раньше. «Но я просто не обращала ни них внимания, потому что искала что-то другое», – говорит она.
Но Уокер настояла на том, что их нужно изучить, и Робертс начала консультироваться с коллегами из университета. В этом году бактериолог буквально ошарашил ее неожиданными новостями: странные объекты были бактериями. Дальше – больше. Робертс и ее команда обнаружили бактерии в каждом образце мозга, который они изучили. Всего ученые исследовали 34 органа: одна половина из них принадлежала здоровым людям, а другая – людям с шизофренией.
Робертс задалась вопросом, могли ли бактерии из кишечника просочиться по кровеносным сосудам в мозг в течение тех нескольких часов, которые прошли от смерти человека до удаления головного мозга. Поэтому она посмотрела на здоровые мозги мышей, которые были сохранены сразу же после смерти грызунов. Там оказалось еще больше бактерий. Затем она взглянула на головной орган стерильных мышей, в которых совсем нет микробов. В мозге их тоже не оказалось.
Секвенирование РНК показало, что большинство бактерий относились к трем типах, характерным для микробиомы кишечника: Firmicutes, Proteobacteria и Bacteroidetes. Робертс не знает, как эти бактерии могли попасть в мозг. Возможно, они «перекочевали» из кровеносных сосудов, двигаясь по нервам из кишечника или даже проникая через нос. И она не может сказать о том, полезны они или вредны. Ученый не видела признаков воспаления, чтобы предположить, что они причиняют вред. Но еще не было и количественного анализа бактерий в мозге, поврежденном шизофренией, и в здоровом мозге. Если окажется, что существуют значительные различия, в будущих исследованиях можно было бы изучить, как эта «микробиома мозга» может поддерживать здоровье мозга или угрожать ему.
В первоначальном обзоре электронных микрофотографий команда Робертса заметила, что у резидентных бактерий есть свои предпочтения. Оказалось, что они населяют звездообразные клетки – астроциты, которые взаимодействуют с нейронами и поддерживают их. В частности, микробы сгруппированы вокруг концов астроцитов, которые окружают кровеносные сосуды в гематоэнцефалическом барьере. Множество бактерий также «облепили» длинные проекции нейронов, которые покрыты жирным веществом – миелином. Робертс не может объяснить эти предпочтения, но задается вопросом: может быть, бактерии неравнодушны к жиру и сахару в этих клетках мозга?
Почему же другие исследователей не замечали бактерии в мозге? Одна из причин может заключаться в том, что мало кто из исследователей подвергает мозг после смерти его носителя электронной микроскопии, говорит Робертс. К тому же, неврологи могут, как и сама Робертс до недавнего времени, игнорировать или не распознавать бактерии в своих образцах.
Робертс признает, что ее команде по-прежнему необходимо исключить загрязнение как возможную причину проникновения микробов в ткани мозга. Могут ли микробы попадать в ткань из воздуха или с хирургических инструментов во время удаления мозга? Нейроанатом планирует найти ответ на этот вопрос. И даже если бактерии никогда не преуспевали в живых мозгах, образцы их вторжения после смерти человека интригуют, отмечает Робертс.
Другой исследователь – Теодор Постолаче, психиатр из Университета Мэриленда в Балтиморе – на стороне Робертс. Он изучил протозойный паразит Toxoplasma gondii, который вторгается в мозг, но не всегда вызывает явное заболевание. «Я не очень удивлен, что другие микроорганизмы могут жить в мозгу, но, конечно, это революционное открытие, если это действительно так», – говорит он. Если кишечные бактерии могут в обычной жизни находится и в клетках мозга и вокруг них, они могут играть ключевую роль в регулировании иммунной активности мозга. «Предстоит долгий путь, чтобы доказать это на деле», – считает психиатр. Но «это захватывающий путь».
[Фото: Science]
