Дети, выросшие в сельской местности, реже страдают аллергией, астмой и сенной лихорадкой, чем их сверстники. «Эффект фермы», как его называют за рубежом, подтвержден многочисленными наблюдательными исследованиями по всему миру. А теперь выяснилось, какими именно видами бактерий он обусловлен.
© Телеканал «Наука»
Результатами анализа данных более 1000 юных жителей сельской местности с применением передовых генетических и метаболических методов стали девять родов грамположительных бактерий, совокупное воздействие которых на иммунитет обеспечивает примерно 2/3 защиты от астмы. Они перечислены в статье в NEJM Evidence.
Так называемая гигиеническая гипотеза впервые выдвинута еще в 1989 году. На нее ученых натолкнули три десятилетия стремительного роста заболеваемости аллергиями, астмой и сенной лихорадкой среди детей в западных индустриальных сообществах. Логичным было предположить, что эти недуги — результат гипертрофированного ответа иммунитета, который ошибочно атакует собственный организм.
Согласно гигиенической гипотезе, причина в недостаточной стимуляции в раннем детстве. Иммунная система детей, которые контактируют с малым числом микробов окружающей среды и вирусов простуды, чаще дает сбои. Эта гипотеза строится в основном на наблюдательных исследованиях, поэтому до сих пор не имела окончательного доказательства.
«Такие работы могут показать лишь более или менее убедительные корреляции. А наше исследование позволяет говорить гораздо увереннее, потому что мы можем проследить отдельные звенья предполагаемой причинной цепи: бактерии, соответствующие продукты их метаболизма и рецепторы человека», — говорит профессор Маркус Эге из Мюнхенского университета, руководивший исследованием.
Коровы и их микробы
Ученые проанализировали данные более чем 1000 детей — участников европейских сельских исследований. У каждого взяли мазки из носа и пыль с матрасов. Кроме того, для 47 сельских детей взяли образцы пыли из коровников.
Бактерии, непосредственно задействованные в «эффекте фермы», определяли методом исключения. Проверили также роль собственных генов детей. Для подтверждения результатов дополнительно воспользовались данными из Франции и Финляндии.
«Мы выделили небольшое число бактерий, которые теперь можем назвать вплоть до вида. Например, Romboutsia timonensis и Glutamicibacter arilaitensis. Эти грамположительные бактерии в совокупности обеспечивают две трети всего "эффекта фермы" в защите от астмы и половину — в защите от сенной лихорадки и атопической экземы», — уточняет биоинформатик Джулия Пагани из Института астмы и профилактики аллергии Центра Гельмгольца в Мюнхене, первый автор работы.
Бактерии родом из пищеварительного тракта коров, где они продуцируют или преобразуют такие вещества, как кинуренин, ксантин, альфа-линоленовая и стеаридоновая кислоты. Эти соединения легко вдыхаются и распознаются двумя рецепторами на клетках дыхательных путей человека — AhR и PPARγ. «Эти рецепторы выполняют множество функций, в том числе в иммунной системе, где они, по-видимому, препятствуют избыточному воспалению», — объясняет Эге.
Что дальше
Таким образом, впервые выстроена полная биологическая цепочка: корова → воздух хлева → бактерии → продукты метаболизма → рецепторы человека → защита от астмы. После расшифровки молекулярные и клеточные механизмы «эффекта фермы» станет возможной разработка имитирующего его профилактического препарата для городских детей.
