Очева цревна микробиота утиче на следећу генерацију

Студија коју је спровела Хакетова група у Европској лабораторији за молекуларну биологију (ЕМБЛ) у Риму открила је да поремећај цревног микробиома код мужјака мишева повећава ризик од болести код њиховог будућег потомства.

Цревни микробиом 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.

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

Хакетова група на ЕМБЛ-у у Риму, заједно са групама Борка и Цимермана на ЕМБЛ-у у Хајделбергу, кренула је да одговори на ово питање. Њихови резултати, објављени у часопису Nature, показали су да поремећај цревног микробиома код мужјака мишева повећава вероватноћу да ће се њихово потомство родити са малом порођајном тежином и да ће бити изложено повећаном ризику од преране смрти.

Преношење информација следећој генерацији

Да би проучили утицај цревног микробиома на репродукцију мужјака и њихово потомство, истраживачи су изменили састав микроба у цревима мужјака мишева третирајући их уобичајеним антибиотицима који не улазе у крвоток. Ово узрокује стање које се назива дисбиоза, у којем микробни екосистем у цревима постаје неуравнотежен.

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

Ова запажања указују на то да сисари имају „осу црева-клицина“ која је важна веза између црева, његове микробиоте и клицине.

Да би разумели значај ове „осе црева-клицина линија“ за наслеђивање, научници су укрштали или нетретиране или дисбиотичне мужјаке са нетретираним женкама. Младунци дисбиотичних очева имали су значајно мању порођајну тежину и повећану смртност након рођења. Различите комбинације антибиотика, као и лечење лаксативима који изазивају дисбиозу (који такође ремете микробиоту), имали су сличне ефекте на потомство.

Важно је напоменути да је овај ефекат реверзибилан. Када се престане са узимањем антибиотика, очеви микробиоми се обнављају. Када се мишеви са обновљеним микробиомима паре са нетретираним женкама, њихово потомство се рађа са нормалном тежином и нормално се развија.

„Приметили смо да су међугенерацијски ефекти нестали након што је нормалан микробиом обновљен. То значи да се свака промена у цревном микробиому која би могла изазвати међугенерацијске ефекте може спречити код будућих очева“, рекао је Пир Борк, директор ЕМБЛ Хајделберг, који је био укључен у студију.

"Следећи корак је детаљно разумевање како различити фактори околине, као што су лекови, укључујући антибиотике, могу утицати на очеве клице и самим тим на ембрионални развој."

Ајле Денбоба, прва ауторка рада и бивша постдокторска сарадница у Хакетовој групи, сада вођа групе на Институту Макс Планк за имунологију и епигенетику у Фрајбургу, у Немачкој, додала је: „Студија је настала из жеље да се разуме утицај околине на очеве разматрањем цревног микробиома као моста између интеракција домаћина и околине, стварајући довољан модел узрока за процену међугенерацијских здравствених ризика у сложеним еколошким системима.“

Утицај очева на ризик од болести током трудноће

У свом раду, Хакет и колеге су такође открили да су дефекти плаценте, укључујући слабу васкуларизацију и спор раст, били чешћи код трудноћа код дисбиотских мушкараца. Дефектне плаценте су показивале знаке уобичајене компликације трудноће код људи која се назива прееклампсија, која доводи до лошег раста потомства и представља фактор ризика за широк спектар болести касније у животу.

„Наша студија показује постојање комуникационог канала између цревног микробиома и репродуктивног система код сисара. Штавише, фактори животне средине који ремете ове сигнале код будућих очева повећавају ризик од неповољног здравља потомства мењајући развој плаценте“, рекао је Џејми Хакет, координатор истраживачког пројекта и вођа групе EMBL Rome.

"Ово имплицира да код мишева, очев амбијент непосредно пре зачећа може утицати на особине потомства независно од генетског наслеђа."

„Истовремено, открили смо да се овај ефекат јавља само у једној генерацији и морам нагласити да је потребно више истраживања како би се испитало колико су ови ефекти распрострањени и да ли су релевантни за људе. Постоје инхерентне разлике које треба узети у обзир приликом преношења налаза добијених од мишева на људе.“

Хакет је наставио: „Али с обзиром на широко распрострањену употребу дијететских и антибиотских пракси у западној култури за које се зна да ремете цревни микробиом, важно је пажљивије погледати међугенерацијске ефекте очева и како они могу утицати на исходе трудноће и ризик од болести у популацији.“