חוקרי רפואת וייל קורנל גילו שחיידקים ייחודיים מתיישבים במעיים זמן קצר לאחר הלידה ויוצרים את המוליך העצבי סרוטונין כדי לחנך את תאי מערכת החיסון במעיים. זה מונע תגובות אלרגיות למזון ולחיידקים עצמם במהלך ההתפתחות המוקדמת.
המחקר הפרה-קליני, שפורסם ב אימונולוגיה מדע ב-15 במרץ, הראה כי חיידקים הנמצאים בשפע במעיים של יילודים מייצרים סרוטונין, המעודד התפתחות של תאי חיסון הנקראים T-regulatory cells או Tregs. תאים אלה מדכאים תגובות חיסוניות לא מתאימות כדי לסייע במניעת מחלות אוטואימוניות ותגובות אלרגיות מסוכנות לפריטי מזון לא מזיקים או לחיידקי מעיים מועילים.
המעי ידוע כיום בתור המוח האנושי השני מכיוון שהוא מייצר למעלה מ-90 אחוז מהנוירוטרנסמיטורים בגוף האדם. בעוד שמוליכים עצביים כגון סרוטונין ידועים בעיקר בתפקידיהם בבריאות המוח, קולטנים לנוירוטרנסמיטורים ממוקמים בכל הגוף".
ד"ר מלודי זנג, מחברת הבכירה של המחקר, עוזרת פרופסור לאימונולוגיה במכון גייל ואיירה דרוקייר לחקר ילדים ובמחלקה לרפואת ילדים ב-Will Cornell Medicine
חיידקי מעיים אצל תינוקות מספקים יד מסייעת
החוקרים הבחינו כי במעי העכבר של היילוד היו רמות גבוהות בהרבה של נוירוטרנסמיטורים, כולל סרוטונין, מאשר במעי הבוגר. "עד כה, כמעט כל המחקרים על נוירוטרנסמיטורים במעיים נערכו בבעלי חיים בוגרים או בבני אדם, כאשר סוג תאי מעי ספציפי הנקרא תאי אנטרוכרומפין מייצרים מוליכים עצביים", אמר ד"ר זנג. "עם זאת, גילינו שזה לא המקרה במעי היילוד שבו רוב הסרוטונין מיוצר על ידי חיידקים שנמצאים בשפע יותר במעי היילוד."
הדבר אושר גם בתינוקות באמצעות ביו-בנק צואה אנושי של תינוקות שמעבדת זנג הקימה בשיתוף עם היחידה לטיפול נמרץ בילודים בבית החולים אלכסנדרה כהן בניו יורק-פרסביטריאן לנשים ויילודים. דגימות אלו הושגו בהסכמת ההורים וזוהו.
תוצאות המחקר מצביעות על כך שלפני שהמעי היילוד בוגר מספיק כדי ליצור מוליכים עצביים משלו, חיידקי מעי ייחודיים עשויים לספק נוירוטרנסמיטורים הדרושים לתפקודים ביולוגיים קריטיים במהלך ההתפתחות המוקדמת.
"מצאנו שחיידקי מעיים בעכברים צעירים לא רק מייצרים באופן ישיר סרוטונין אלא גם מפחיתים אנזים הנקרא מונואמין אוקסידאז שבדרך כלל מפרק סרוטונין, ובכך שומר על רמות סרוטונין במעיים גבוהות", אמרה המחברת הראשית של המחקר, ד"ר קתרין סנידד, עמיתת פוסט-דוקטורט ברפואת ילדים. ב-Will Cornell Medicine.
רמות הסרוטונין הגבוהות משנות את האיזון של תאי החיסון על ידי הגדלת מספר ה-Tregs, מה שעוזר למנוע מהמערכת החיסונית תגובת יתר ולתקוף חיידקי מעיים או אנטיגנים של מזון. "מעי הילוד זקוק לחיידקים המייצרים סרוטונין אלה כדי לשמור על מערכת החיסון בשליטה", הוסיף ד"ר סנידד.
מערכת חיסון בריאה עוזרת בשלב מאוחר יותר בחיים
ד"ר זנג ציין כי עבודה זו מדגישה את החשיבות של קיום הסוגים הנכונים של חיידקים מועילים זמן קצר לאחר הלידה. לתינוקות במדינות מפותחות יש גישה טובה יותר לאנטיביוטיקה, פחות חשיפה לחיידקים מגוונים בסביבתם הנקייה ותזונה שעלולה להיות לא בריאה שעלולה להשפיע באופן משמעותי על שפע החיידקים המייצרים סרוטונין במעיים שלהם.
כתוצאה מכך, תינוקות אלו עלולים לסבול מפחות טרגים ולפתח תגובות חיסוניות לחיידקי המעי שלהם, או אלרגיות למזון. זו עשויה להיות אחת הסיבות שאלרגיות למזון הפכו נפוצות יותר ויותר בקרב ילדים, במיוחד במדינות מפותחות. "אם תחנכו כראוי, המערכת החיסונית אצל תינוקות תזהה שדברים כמו בוטנים וביצים הם בסדר, והיא לא חייבת לתקוף אותם", אמרה. לכך עשויה להיות השפעה גם על התפתחות מחלות אוטואימוניות – כאשר המערכת החיסונית תוקפת את התאים הבריאים של הגוף עצמו – מאוחר יותר בחיים.
בשלב הבא, הצוות מתכנן לבחון חיידקים בדגימות צואה של תינוקות אנושיים כדי למדוד את ייצורם של סרוטונין, נוירוטרנסמיטורים ומולקולות אחרות שעשויות לסייע באימון מערכת החיסון כדי למנוע מחלות עתידיות הקשורות למערכת החיסון, כגון אלרגיות, זיהומים וסרטן.
"חיוני להבין איך מערכת החיסון מאומנת במהלך החיים המוקדמים, אבל זה לא נחקר ביילודים וילדים. מחקרים נוספים על תקופות התפתחות אלו עשויים להוביל אותנו לקוות לגישות הפחתה להפחתת הסיכון למחלות דלקתיות כמו אלרגיות למזון ומעי דלקתי. מחלה בשלב מאוחר יותר בחיים", אמר ד"ר סנידד.
