Mogu li ljudi imati mikrobiom mozga?

Mikrobiom ljudskog crijeva ima ključnu ulogu u tijelu, komunicirajući s mozgom i održavajući imunološki sustav kroz crijevo-mozak osovina. Dakle, nije nategnuto sugerirati da bi mikrobi mogli igrati još veću ulogu u našoj neurobiologiji.

Lov na mikrobe

godinama, Irene Salinas bio je fasciniran jednostavnom fiziološkom činjenicom: udaljenost između nosa i mozga prilično je mala. Evolucijski imunolog, koji radi na Sveučilištu New Mexico, proučava imunološki sustav sluznice kod riba kako bi bolje razumio kako funkcioniraju ljudske verzije tih sustava, poput crijevne sluznice i nosne šupljine. Nos je, zna ona, krcat bakterijama, a one su “stvarno, jako blizu” mozga – samo milimetara od olfaktorne žarulje, koja obrađuje mirise. Salinas je oduvijek imao predosjećaj da bi bakterije mogle curiti iz nosa u olfaktorni bulbus. Nakon godina znatiželje, odlučila se suočiti sa svojom sumnjom u svoje omiljene uzorke organizama: ribe.

Salinas i njezin tim započeli su izdvajanjem DNK iz mirisnih lukovica pastrve i lososa, od kojih su neki ulovljeni u divljini, a neki uzgojeni u njezinom laboratoriju. (Važan doprinos istraživanju dao je Amir Mani, glavni autor rada.) Planirali su potražiti sekvence DNK u bazi podataka kako bi identificirali bilo koju vrstu mikroba.

Međutim, ove vrste uzoraka lako se kontaminiraju – bakterijama u laboratoriju ili iz drugih dijelova ribljeg tijela – zbog čega su se znanstvenici borili da učinkovito prouče ovu temu. Kad bi pronašli bakterijsku DNK u njušnom luku, morali bi uvjeriti sebe i druge istraživače da ona doista potječe iz mozga.

Kako bi pokrio svoje osnove, Salinasov tim također je proučavao mikrobiome cijelog tijela riba. Uzeli su uzorke mozgova, crijeva i krvi ostalih riba; čak su ispustili krv iz brojnih kapilara mozga kako bi bili sigurni da sve bakterije koje su otkrili žive u samom moždanom tkivu.

“Morali smo se vratiti i ponoviti [the experiments] mnogo, mnogo puta samo da budem siguran,” rekao je Salinas. Projekt je trajao pet godina — ali čak je iu prvim danima bilo jasno da riblji mozgovi nisu neplodni.

Kao što je Salinas očekivao, mirisna lukovica je bila domaćin nekim bakterijama. No bila je šokirana kad je vidjela da ostatak mozga ima još više. “Mislila sam da drugi dijelovi mozga neće imati bakterije”, rekla je. “Ali pokazalo se da je moja hipoteza bila pogrešna.” Riblji mozgovi su toliko ugostili da je bilo potrebno samo nekoliko minuta da se lociraju bakterijske stanice pod mikroskopom. Kao dodatni korak, njezin je tim potvrdio da mikrobi aktivno žive u mozgu; nisu bili uspavani ili mrtvi.

Olm je bio impresioniran njihovim temeljitim pristupom. Salinas i njezin tim zaokružili su “isto pitanje, na sve te različite načine, koristeći sve te različite metode – sve su dale uvjerljive podatke da u mozgu lososa zapravo postoje živi mikrobi”, rekao je.

Ali ako postoje, kako su tamo dospjeli?

Invazija na tvrđavu

Istraživači su dugo bili skeptični da bi mozak mogao imati mikrobiom jer svi kralješnjaci, uključujući ribe, imaju krvno-moždana barijera. Ove krvne žile i okolne moždane stanice ojačane su da služe kao vratari koji dopuštaju samo nekim molekulama da uđu i izađu iz mozga i drže napadače, osobito one veće poput bakterija, vani. Stoga se Salinas prirodno pitala kako su mozgovi u njezinoj studiji kolonizirani.

Uspoređujući DNK mikroba iz mozga s onom prikupljenom iz drugih organa, njezin je laboratorij pronašao podskup vrsta koje se nisu pojavile drugdje u tijelu. Salinas je pretpostavio da su ove vrste možda kolonizirale riblje mozgove rano u svom razvoju, prije nego što su njihove krvno-moždane barijere u potpunosti formirane. “Rano, sve može ući; to je besplatno za sve,” rekla je.