Conform unui nou studiu, oxidul nitric, gazul versatil care ajută la creșterea fluxului sanguin, la transmiterea semnalelor nervoase și la reglarea funcției imune, pare să realizeze încă o faptă biologică - prelungirea vieții unui organism și întărirea acestuia împotriva stresului mediului.

mică

Studiul relevă faptul că un vierme rotund numit Caenorhabditis elegans, un animal utilizat pe scară largă în studiile de laborator privind îmbătrânirea, trăiește mult mai mult atunci când este hrănit cu bacterii capabile să producă oxid nitric. Observația tentantă indică unul dintre mecanismele prin care microbiomul, trilioanele de celule microbiene care locuiesc în corpul nostru, pot juca un rol vital în sănătatea noastră.

Nivelurile noastre proprii de oxid nitric scad pe măsură ce îmbătrânim, un declin care poate contribui la îmbătrânirea normală, spune dr. Evgeny Nudler, profesor de biochimie Julie Wilson Anderson de la NYU Langone Medical Center, care a condus noul studiu. Bacteriile suplimentare, speculează el, ar putea oferi un impuls sănătos furnizând oamenilor o parte din compusul lipsă.

„La viermi, știm acum că bacteriile pot folosi oxid nitric nu numai în avantajul lor, ci și pentru a oferi gazdei lor un răspuns benefic și același lucru ar putea fi adevărat și în intestinul uman”, spune Dr. Fidea. "Se poate întâmpla ca bacteriile noastre comensale să controleze unele dintre genele noastre, cel puțin în intestin, pentru a proteja aceste celule împotriva stresului și a declinului legate de vârstă." Bacteriile comensale oferă un beneficiu organismelor pe care le colonizează.

Deși oamenii și multe alte organisme au enzima necesară pentru a produce oxid nitric, C. elegans nu. În schimb, Dr. Nudler și echipa sa raportează în numărul online din 14 februarie al revistei Cell că viermele poate „deturna” compusul din bacteria Bacillus subtilis care locuiește în sol, care nu este doar un aliment preferat, ci și un colonist comun în intestin. Această inventivitate, Dr. Nudler spune, explică parțial de ce viermii hrăniți cu B. subtilis trăiesc cu aproximativ 50% mai mult decât omologii hrăniți cu Escherichia coli, care nu produce compusul.

În noul studiu, durata medie de viață a C. elegans a crescut cu aproape 15%, până la aproximativ două săptămâni, când cercetătorii au hrănit viermii bacterii B. subtilis producătoare de oxid nitric, comparativ cu viermii hrăniți cu B. subtilis mutant cu o producție eliminată de oxid nitric. genă. Grupul de cercetare a folosit, de asemenea, senzori fluorescenți pentru a arăta că C. elegans nu-și produce propriul gaz de oxid nitric. Când viermii au fost hrăniți cu bacterii normale B. subtilis, cu toate acestea, semnalul fluorescent a apărut în intestine.

Marcarea fluorescentă și alte teste au demonstrat, de asemenea, că oxidul nitric derivat din B. subtilis a pătruns în țesuturile viermilor, unde a activat un set de 65 de gene. Unii au fost implicați anterior în rezistența la stres, răspunsul imun și durata de viață crescută, deși alții au funcții necunoscute. Important, cercetătorii au arătat că două proteine ​​reglatoare bine-cunoscute erau esențiale pentru activarea tuturor genelor.

„Ceea ce am constatat este că oxidul de azot gazos produs în bacteriile din interiorul viermilor difuzează în țesutul viermelui și activează un set foarte specific de gene care acționează prin intermediul a doi regulatori principali, hsf-1 și daf-16, rezultând o rezistență ridicată la stres și o viață mai lungă, „Dr. Spune Nudler. "Este frapant faptul că o moleculă mică produsă de un organism poate afecta dramatic fiziologia și chiar durata de viață a altui organism prin semnalizarea directă a celulelor."

Ca parte a repertoriului expansiv al oxidului de azot, Dr. Laboratorul Nudler a arătat anterior cât de periculoși agenții patogeni pot exploata molecula pentru a combate antibioticele. În ciuda versatilității sale, noua cercetare sugerează că oxidul nitric este doar una dintre multiplele molecule benefice produse de B. subtilis, Dr. Spune Nudler. Laboratorul său intenționează să se uite mai atent la alte mecanisme potențiale prin care bacteriile comensale pot promova sănătatea și longevitatea, folosind ca model puternicul și ușor de manipulat sistemul C. elegans ca model.

Coautorii studiului includ Ivan Gusarov, Laurent Gautier, Olga Smolentseva și Ilya Shamovsky de la Departamentul de Biochimie și Farmacologie Moleculară de la NYU Langone Medical Center; și Svetlana Eremina și Alexander Mironov de la Institutul de Cercetare de Stat pentru Genetică și Selecția Microorganismelor Industriale din Moscova, Rusia.

Cercetarea a fost susținută de Institutele Naționale de Sănătate, Fundația de Cercetare în Biogerontologie și Fundația Dynasty.