Mikrobiom jelitowy człowieka odgrywa kluczową rolę w organizmie, komunikując się z mózgiem i utrzymując układ odpornościowy. oś jelitowo-mózgowaSugerowanie, że drobnoustroje mogą odgrywać jeszcze większą rolę w naszej neurobiologii, nie jest więc całkowicie naciągane.
łowienie mikroorganizmów
przez lata, Irena Salinas Fascynuje mnie prosty fakt fizyczny: odległość między nosem a mózgiem jest dość mała. Immunolodzy ewolucyjni pracujący na Uniwersytecie Nowego Meksyku badają układ odpornościowy błony śluzowej ryb, aby lepiej zrozumieć, jak działają ludzkie wersje tych układów, takie jak błona śluzowa jelit i jama nosowa. Wie, że nos jest pełen bakterii, które znajdują się „naprawdę bardzo blisko” mózgu – zaledwie milimetry od opuszki węchowej, która przetwarza zapach. Salinas zawsze podejrzewał, że bakterie mogą przedostawać się z nosa do opuszki węchowej. Po latach ciekawości postanowił skonfrontować swoje wątpliwości z jednym ze swoich ulubionych organizmów modelowych: rybą.
Salinas i jego zespół rozpoczęli ekstrakcję DNA z opuszek węchowych pstrąga i łososia, niektórych złowionych na wolności, a innych hodowanych w jego laboratorium. (Znaczący wkład w badania wniósł Amir Mani, główny autor artykułu). Planowali przyjrzeć się sekwencjom DNA w bazie danych, aby zidentyfikować dowolne gatunki drobnoustrojów.
Jednakże tego typu próbki łatwo ulegają zanieczyszczeniu – albo przez bakterie w laboratorium, albo z innych części ciała ryby – dlatego naukowcom trudno jest skutecznie zbadać ten temat. Gdyby w opuszce węchowej znaleźli bakteryjne DNA, musieliby przekonać siebie i innych badaczy, że faktycznie pochodzi ono z mózgu.
Aby zbadać swoje podstawy, zespół Salinasa zbadał także mikrobiomy całego ciała ryb. Pobrali próbki mózgu, jelit i krwi pozostałych ryb; Pobrali nawet krew z kilku naczyń włosowatych mózgu, aby upewnić się, że odkryte bakterie są obecne w samej tkance mózgowej.
„Aby mieć pewność, musieliśmy kilka razy wracać i powtarzać eksperymenty” – powiedział Salinas. Projekt trwał pięć lat, ale już na początku było jasne, że mózgi ryb nie są jałowe.
Zgodnie z oczekiwaniami Salinas, w opuszce węchowej znajdowały się pewne bakterie. Ale ze zdziwieniem odkryła, że w pozostałej części mózgu było ich jeszcze więcej. „Myślałam, że w innych częściach mózgu nie będzie bakterii” – powiedziała. „Ale okazało się, że moja hipoteza była błędna”. W mózgach ryb było tak wiele organizmów, że wykrycie komórek bakteryjnych pod mikroskopem zajęło zaledwie kilka minut. Jako dodatkowy krok jego zespół potwierdził, że drobnoustroje aktywnie żyją w mózgu; Nie byli bierni ani martwi.
Olam był pod wrażeniem jego głębokiego podejścia. Salinas i jego zespół, powiedział, „odpowiedzieli na to samo pytanie, stosując wszystkie te różne metody, a wszystkie z nich dostarczyły solidnych danych na temat obecności żywych mikroorganizmów w mózgu łososia”.
Ale jeśli tak, jak się tam dostali?
atak na fort
Naukowcy od dawna podejrzewali, że mózg może posiadać mikrobiom, ponieważ posiadają go wszystkie kręgowce, w tym ryby. bariera krew-mózgTe naczynia krwionośne i otaczające je komórki mózgowe zostają wzmocnione, aby służyć jako strażnicy, którzy wpuszczają i wypuszczają tylko określone cząsteczki z mózgu i powstrzymują najeźdźców, zwłaszcza większe cząsteczki, takie jak bakterie. Salinas oczywiście zastanawiał się, w jaki sposób umysły w jego gabinecie zostały skolonizowane.
Porównując DNA drobnoustrojów uzyskane z mózgu z DNA pobranym z innych narządów, jej laboratorium odkryło podgrupę gatunków, które nie występowały nigdzie indziej w organizmie. Salinas spekuluje, że gatunki te mogły kolonizować mózgi ryb na wczesnym etapie rozwoju, zanim w pełni uformowała się ich bariera krew-mózg. „Na początku wszystko może wejść; To bezpłatne rozwiązanie dla wszystkich” – powiedziała.
