استنشاق گرد و غبار کنار مزارع و دامداری‌ها می‌تواند پروتئین محافظی را در غشای مخاطی ریه تولید کند که مانع شکل‌گیری آسم و حساسیت‌های تنفسی در کودکان می‌شود.
برای والدینی که مدام مواظب کودکان خود هستند که در معرض خاک، گرد و غبار، میکروب و دیگر آلودگی‌ها قرار نگیرند، شاید عجیب باشد که بهتر است به کودکان خود اجازه دهند که راحت در خاک و خل بازی کنند.
مقاله‌ای که روز ۴ سپتامبر در «ژورنال ساینس» منتشر شد نشان می‌دهد که خاک برداشته شده از مزارع و دامداری‌ها در بدن موش‌های آزمایشگاهی منجر به تولید نوعی پروتئین می‌شود که بدن را در مقابل محرک‌های آسم و حساسیت‌های تنفسی ایمن می‌کند.
پژوهشگران مدت‌هاست در تلاش برای حل این معما هستند که چرا در حال حاضر بیماری آسم و حساسیت‌های محیطی در بین کودکان افزایش یافته است. پیش از این ثابت شده بود که کودکانی که در کنار مزارع و دام داری‌ها رشد می‌کنند، بسیار کمتر از کودکان شهری به بیماری‌های تنفسی از جمله آسم و آلرژی‌ها مبتلا می‌شوند.
اما اکنون یکی از تازه‌ترین مشاهدات پژوهشگران جذاب شده است؛ آنها می‌گویند که خود گرد و غبار برخواسته از فضای پر از میکروب دامداری‌ها و مزارع، موجب می‌شود که سیستم ایمنی کودکان قوی شود و مقابل بیماری‌های تنفسی ایمن شود. اینکه خود خاک عامل نجات است، می‌تواند کمک کند که دانشمندان در سال‌های آتی بتوانند واکسن بیماری آسم و دیگر آلرژی‌های تنفسی را تولید کنند.
پروتئین A20
بارت لامبرشت و حمیده حماد از بیمارستان دانشگاه «گنت» در بلژیک که نویسندگان این پژوهش‌اند ابتدا ۲۰۰۰ نفر از کودکانی که در نزدیکی مزارع و دامداری‌ها زندگی می‌کردند را در معرض محرک‌های بیماری آسم قرار دادند و دستگاه تنفسی اکثر این کودکان هیچ واکنشی نشان نداد.
پژوهشگران کودکان روستاها را تست آلرژی کردند و متوجه شدند این افراد از آلرژی‌های تنفسی و گونه‌های مختلف بیماری آسم حتی زمانی که بدن آنها به شدت در معرض محرک‌ها قرار می‌گیرد، رنج نمی‌برند.
آنها متوجه شدند که دیواره دستگاه تنفسی افرادی که در نزدیکی دامداری‌ها و مزارع زندگی کرده‌اند حاوی نوع خاصی از پروتئین است و بدن افرادی که در شهر و به دور از دام‌ها زندگی کرده‌اند این پروتئین را ندارد.
حمیده حماد توضیح می‌دهد که پژوهش آنها که به طور مشترک هم بر موش‌ها و هم بر انسان‌ها آزمایش شده، نشان می‌دهد که این ایمنی احتمالاً نتیجه تولید نوعی پروتئین است که A20 نام گذاری شده است. دیواره بیرونی سیستم تنفسی کسانی که از کودکی خاک و غبار مزارع و دامداری‌ها را تنفس کرده‌اند، لایه‌ای از پروتئین A20 را پس از تماس با گرد و غبار مزرعه تولید می‌کند. این پروتئین غشای مخاطی سیستم تنفسی را نسبت به محرک‌های دیگر ایمن می‌کند.
در افرادی که از آسم و آلرژی‌های تنفسی رنج می‌برند، غشای مخاطی سیستم تنفسی از جمله ریه‌ها شکل متفاوتی از پروتئین A20 را دارد و دستگاه تنفسی آنها در مواجه باه گرد و غبارهای شهری و دیگر محرک‌ها به شدت ملتهب می‌شود.
میکروب‌های نجاتگر
برای یافتن مکانیسم فعال شدن پروتئین A20 بر غشای مخاطی ریه‌ها و دیگر اجزای سیستم تنفسی، پژوهشگران دانشگاه «گنت» نظریه خود را بر موش‌ها آزمایش کردند.
لامبرشت و حماد گرد و غبار مزارع و دامداری‌ها در اروپا را که مملو از باکتری‌ها و قارچ‌هایی است که والدین بهداشتی امروزی از آنها وحشت دارند، جمع‌آوری کردند. آنها سپس باکتری‌های موجود در این گرد و غبار را جدا کردند و مقدار کمی از درون‌زهرابه یا اندوتوکسین (Endotoxins) این باکتری‌ها را به بینی موش‌های آزمایشگاهی وارد کردند.
اندوتوکسین‌های بخشی از دیواره سلولی باکتری‌ها هستند که معمولاً با ورود باکتری‌ها به بدن دیگر موجودات، سیستم ایمنی بدن میزبان به ساختار این درون‌زهرابه‌ها واکنش دفاعی نشان می‌دهد و فعالیت سیستم ایمنی به این ترتیب آغاز می‌شود. اگر چه واژه «اندوتوکسین» گاهی اوقات برای اشاره به هر سم یا زهرآبی که باکتری‌ها در درون بدن میزبان تولید می‌کنند استفاده می‌شود اما در پژوهش دانشگاه گنت، اندوتوکسین همین ساختار بیرونی پوسته باکتری‌ها تعریف شده که مورد هدف سربازهای دستگاه ایمنی بدن قرار می‌گیرد.
لامبرشت وحماد و تیم همراه آنها، مقدار کمی از اندوتوکسین‌های موجود در خاک مزرعه و دامداری را به بینی موش‌ها تزریق کردند و دریافتند که این باعث واکنش ایمنی شدیدی به شکل التهاب مجاری تنفسی می‌شود. آنها سپس در دوران‌های مختلف موش‌هایی که در معرض غبار دامداری قرار گرفته بودند را مجدد در معرض خاک و غبار خانه‌های شهری قرار دادند و بدن این موش‌ها مقابل محرک‌ها، ایمن شده بود.
این موش‌ها همچنین در مقابل «مایت غبار خانگی» (house dust mite) که از عوامل عمده ایجاد آسم در کودکان است هم ایمن شده بودند.. «مایت‌های غبار خانگی» موجودات ریزی به طول یک‌دهم میلی‌متر هستند که در همه مناطق کره زمین یافت می‌شوند. آنها در فرش‌ها، موکت‌ها و سطوح پر گرد و غبار خانگی زندگی می‌کنند و از مواد آلی اطراف از جمله سلول‌های پوستی انسان که به طور روزانه می‌ریزند، تغذیه می‌کنند. این موجودات عامل شایع آسم و آلرژی در انسان‌ها هستند و آنزیمی گوارشی که در مدفوع خود پخش می‌کنند عامل واکنش‌های آلرژیک است. همچنین برخی از انسان‌ها به خود ساختار اسکلت بیرونی این موجودات ریز حساسیت دارند.
لامبرشت و حماد با بازسازی نظریه‌شان در بدن موش‌ها به این نتیجه رسیدند که پروتئین A20 در واکنش ایمنی سلول‌های غشای مخاطی ریه‌ها و دیگر اجزای سیستم تنفسی به وارد شدن میکروب‌های خارجی در بدن موش تولید می‌شود. به طور ویژه آنها متوجه شدند که خود ساختار اندوتوکسین‌ها هست که موجب تولید A20 می‌شود.
امید برای تولید واکسن آسم از خاک دامداری‌ها
تیم حماد و لامبرشت سپس یافته‌های آزمایش خود در موش‌ها را در بیماران مبتلا به حساسیت‌های تنفسی و آسم مورد آزمایش قرار دادند. نتایج نشان داد که افراد مبتلا به آلرژی و آسم در غشای مخاطی ریه‌ها کمبود پروتئین محافظ A20 را دارند یا که ساختار دیگری از این پروتئین در ریه‌های آنها وجود دارد.
آنها همچنین گروهی از کودکان را مورد بررسی قرار دادند که با وجود اینکه در نزدیکی مزارع و دامداری‌ها می‌زیستند دچار آلرژی‌های تنفسی می‌شدند. این گروه به صورت ژنتیکی یک گونه از ژن A20 را حمل می‌کردند که منجر به تولید ساختار متفاوتی از پروتئین A20 می‌شد. در واقع آنها دچار بیماری ژنتیکی‌ای هستند که پروتئین محافظ را به حالت عمومی آن تولید نمی‌کند.
محققان این پژوهش اکنون در حال تلاش برای شناسایی ماده فعال در گرد و غبار مزرعه‌ها هستند که که واکنش به آن منجر به تولید پروتئین A20 در غشای مخاطی ریه‌ها می‌شود. حمیده حماد می‌گوید: «ما در حال حاضر می‌دانیم که این واکنش دفاعی بدن تا حدی مرتبط به واکنش سلول‌های ایمنی بدن به اندوتوکسین‌های دیواره برخی باکتری‌های موجود در خاک اطراف دامداری‌هاست.»
اما حماد اضافه می‌کند که کشف چگونگی مکانسیم عمل این اندوتوکسین‌ها در بدن میزبان است که می‌تواند به تولید واکسن آسم در آینده کمک کند. چند سال تحقیق بیشتر و شاید خاک روستا شفابخش باشد.