Очева цревна микробиота утиче на следећу генерацију

Студија, коју је водила Хацкетт-ова група у Европској лабораторији за молекуларну биологију (ЕМБЛ) у Риму, открила је да нарушавање микробиома црева код мужјака мишева повећава ризик од болести код њиховог будућег потомства.

Микробиом црева је микробна заједница која насељава гастроинтестинални тракт. Одговоран је за производњу ензима, метаболита и других молекула важних за метаболизам домаћина и његов одговор на околину.

Сходно томе, уравнотежен цревни микробиом је важан за здравље сисара, помажући у регулисању имунолошког и ендокриног система. Ово заузврат утиче на физиологију ткива у целом телу. Међутим, мало се знало о утицају микробиома црева на репродуктивну функцију домаћина и о томе да ли измењени микробиом оца може утицати на здравље његовог потомства.

Хацкетт-ова група у ЕМБЛ-у у Риму, заједно са групама Борка и Зиммерманн-а у ЕМБЛ-у у Хајделбергу, одлучила је да одговори на ово питање. Резултати њихове студије, објављене у часопису Натуре, показали су да нарушавање микробиома црева код мужјака мишева повећава вероватноћу да ће се њихово потомство родити са малом порођајном тежином и бити са повећаним ризиком од преране смрти..

Преношење информација следећој генерацији

Да би проучавали утицај цревног микробиома на репродукцију мушкараца и њихово потомство, истраживачи су променили састав микроба у цревима мужјака мишева тако што су их третирали уобичајеним антибиотицима који не улазе у крвоток. Ово изазива стање које се зове дисбиоза, у коме микробни екосистем у цревима постаје неуравнотежен.

Научници су затим анализирали промене у саставу важних метаболита тестиса. Открили су да дисбиоза код мушких мишева утиче на физиологију тестиса, као и на састав метаболита и хормонску сигнализацију. Барем део овог ефекта је био последица промена нивоа кључног хормона лептина у крви и тестисима мушкараца са индукованом дисбиозом.

Ова запажања сугеришу да код сисара постоји „осовина црева и клице“ која је важна веза између црева, његове микробиоте и заметне линије.

Да би разумели важност ове „осе црева и клица“ за наследне особине, научници су укрштали нетретиране или дисбиотичне мушкарце са нетретираним женкама. Мишеви од очева са дисбиотиком показали су значајно нижу порођајну тежину и повећану смртност након рођења. Различите комбинације антибиотика, као и третман лаксативима који изазивају дисбиозу (који такође нарушавају микробиоту), имали су сличне ефекте на потомство.

Важно је напоменути да је овај ефекат реверзибилан. Након престанка узимања антибиотика, микробиом очева се обнавља. Када су мишеви са обновљеним микробиомом спарени са нетретираним женкама, њихови потомци су рођени нормалне тежине и нормално се развијали.

"Примијетили смо да међугенерацијски ефекти нестају када се нормални микробиом обнови. То значи да свака промјена у микробиому цријева која би могла узроковати међугенерацијске ефекте може бити спријечена код будућих очева", рекао је Пеер Борк, директор ЕМБЛ Хеиделберга, који је учествовао у студији.

„Следећи корак је да се детаљно разуме како различити фактори околине, као што су лекови, укључујући антибиотике, могу утицати на очеве заметне линије и самим тим на развој ембриона.“

Аиле Денбоба, први аутор публикације и бивши постдокторски сарадник у Хацкеттовој групи, сада вођа групе на Институту Макс Планк за имунологију и епигенетику у Фрајбургу, Немачка, додала је: „Студија је настала из жеље да се разуме утицај животне средине на очевима, посматрајући микробиом црева као везу између интеракције домаћин-средина, стварајући довољан модел узрока за процену међугенерацијских здравствених ризика у сложеним еколошким системима."

Утицај очева на ризик од болести током трудноће

У свом раду, Хацкетт и његове колеге су такође открили да су дефекти плаценте, укључујући лошу васкуларизацију и спор раст, чешћи у трудноћама које укључују дисбиотичне мушкарце. Дефектне плаценте су показале знаке уобичајене компликације трудноће код људи зване прееклампсија, што доводи до лошег раста потомства и представља фактор ризика за широк спектар болести касније у животу.

"Наше истраживање показује постојање комуникационог канала између цревног микробиома и репродуктивног система код сисара. Штавише, фактори животне средине који ометају ове сигнале код будућих очева повећавају ризик од штетног здравља потомства мењајући развој плаценте", рекао је Џејми Хацкетт, координатор истраживачког пројекта и вођа групе ЕМБЛ Рим

"Ово имплицира да код мишева очинско окружење непосредно пре зачећа може утицати на особине потомства независно од генетског наслеђа."

„Истовремено, открили смо да се овај ефекат примећује само у једној генерацији, и морам да нагласим да је потребно урадити више истраживања како би се испитало колико су ови ефекти распрострањени и да ли су значајни код људи. Урођене разлике које треба узети у обзир при превођењу студија на мишевима на људе."

Хацкетт је наставио: „Али имајући у виду широку употребу дијететских и антибиотских пракси у западној култури за које се зна да ометају микробиом цријева, важно је ближе погледати међугенерацијске ефекте очева и како они могу утицати на исход трудноће и ризик од болести у популацији.” „