Tėvo žarnyno mikrobiota daro įtaką kitai kartai

Tyrimas, kuriam vadovavo Hackett grupė iš Europos molekulinės biologijos laboratorijos (EMBL) Romoje, parodė, kad pelių patinų žarnyno mikrobiomo pažeidimas padidina būsimų palikuonių ligų riziką.

Žarnyno mikrobiomas yra mikrobų bendruomenė, kuri gyvena virškinimo trakte. Jis atsakingas už fermentų, metabolitų ir kitų molekulių, svarbių šeimininko metabolizmui ir jo reakcijai į aplinką, gamybą.

Todėl subalansuotas žarnyno mikrobiomas svarbus žinduolių sveikatai, padedantis reguliuoti imuninę ir endokrininę sistemas. Tai savo ruožtu veikia viso kūno audinių fiziologiją. Tačiau buvo mažai žinoma apie žarnyno mikrobiomo įtaką šeimininko reprodukcinei funkcijai ir apie tai, ar pakitęs tėvo mikrobiomas gali turėti įtakos jo palikuonių sveikatai.

Hacketto grupė EMBL Romoje kartu su Borko ir Zimmermanno grupėmis EMBL Heidelberge nusprendė atsakyti į šį klausimą. Jų tyrimo, paskelbto žurnale Nature rezultatai parodė, kad pelių patinų žarnyno mikrobiomo pažeidimas padidina tikimybę, kad jų palikuonys gims mažo svorio ir bus mažo svorio. Padidėjusi ankstyvos mirties rizika..

Informacijos perdavimas kitai kartai

Siekdami ištirti žarnyno mikrobiomo įtaką patinų reprodukcijai ir jų palikuonims, mokslininkai pakeitė pelių patinų žarnyne esančių mikrobų sudėtį, gydydami juos įprastais antibiotikais, kurie nepatenka į kraują. Tai sukelia būklę, vadinamą disbioze, kai žarnyno mikrobų ekosistema išsibalansuoja.

Tada mokslininkai išanalizavo svarbių sėklidžių metabolitų sudėties pokyčius. Jie nustatė, kad pelių patinų disbiozė paveikė sėklidžių fiziologiją, taip pat metabolitų sudėtį ir hormonų signalizaciją. Bent dalį šio poveikio lėmė pagrindinio hormono leptino koncentracijos pokyčiai vyrų, sergančių sukelta disbioze, kraujyje ir sėklidėse.

Šie stebėjimai rodo, kad žinduoliams yra „žarnyno ir gemalo linijos ašis“, kuri yra svarbi žarnyno, jo mikrobiotos ir gemalo linijos jungtis.

Siekdami suprasti šios „žarnyno ir gemalo linijos ašies“ svarbą paveldimoms savybėms, mokslininkai sukryžiavo negydytus arba disbiotinius patinus su negydomomis patelėmis. Dysbiotinių tėvų pelių gimimo svoris buvo žymiai mažesnis, o mirtingumas po gimimo padidėjo. Įvairūs antibiotikų deriniai, taip pat gydymas vidurius laisvinančiais vaistais, sukeliančiais disbiozę (kurie taip pat sutrikdo mikrobiotą), turėjo panašų poveikį palikuonims.

Svarbu pažymėti, kad šis poveikis yra grįžtamas. Nutraukus antibiotikų vartojimą, atkuriamas tėvų mikrobiomas. Kai atkurtos mikrobiomos pelės buvo suporuotos su negydytomis patelėmis, jų palikuonys gimė normalaus svorio ir normaliai vystėsi.

"Mes pastebėjome, kad kartoms būdingas poveikis išnyksta, kai atkuriamas normalus mikrobiomas. Tai reiškia, kad bet kokie žarnyno mikrobiomo pokyčiai, galintys sukelti kartų kartoms, gali būti užkirsti kelią būsimiems tėvams", - sakė Peeras Borkas, EMBL Heidelberg direktorius. Studijoje.

Kitas žingsnis – išsamiai suprasti, kaip įvairūs aplinkos veiksniai, pvz., vaistai, įskaitant antibiotikus, gali paveikti tėvo gemalo linijas, taigi ir embriono vystymąsi.

Aile Denboba, pirmasis leidinio autorius ir buvęs Hackett grupės podoktorantas, dabar grupės vadovas Maxo Plancko imunologijos ir epigenetikos institute Freiburge, Vokietijoje, pridūrė: „Tyrimas atsirado dėl noro suprasti įtaką. Tėvams, žiūrint į žarnyno mikrobiomą kaip į šeimininko ir aplinkos sąveikos ryšį, sukuriant pakankamą priežasčių modelį, leidžiantį įvertinti kartų riziką sveikatai sudėtingose ekologinėse sistemose.

Tėvų įtaka ligų rizikai nėštumo metu

Savo darbe Hackettas ir jo kolegos taip pat nustatė, kad placentos defektai, įskaitant prastą vaskuliarizaciją ir lėtą augimą, dažniau pasitaiko nėštumo metu, kai buvo disbiotiniai vyrai. Defektinei placentai pasireiškė įprastos nėštumo komplikacijos žmonėms, vadinamos preeklampsija, dėl kurios blogai auga palikuonys ir yra daugelio ligų rizikos veiksnys vėliau.

Mūsų tyrimai rodo, kad egzistuoja ryšio kanalas tarp žinduolių žarnyno mikrobiomo ir reprodukcinės sistemos. Be to, aplinkos veiksniai, kurie sutrikdo šiuos signalus besilaukiantiems tėvams, padidina neigiamos palikuonių sveikatos riziką, nes keičia placentos vystymąsi“, – sakė Jamie. Hackett, tyrimų projekto koordinatorius ir grupės vadovas EMBL Rome

"Tai reiškia, kad pelėms tėvo aplinka prieš pat pastojimą gali turėti įtakos palikuonių savybėms, nepriklausančioms nuo genetinio paveldėjimo."

"Tuo pačiu metu mes nustatėme, kad šis poveikis pastebimas tik vienoje kartoje, ir turiu pabrėžti, kad reikia atlikti daugiau tyrimų, siekiant ištirti, kaip plačiai paplitęs šis poveikis ir ar jis yra reikšmingas žmonėms. Įgimtus skirtumus, į kuriuos reikia atsižvelgti verčiant pelių tyrimus žmonėms."

Hackettas tęsė: „Tačiau, atsižvelgiant į tai, kad Vakarų kultūroje plačiai naudojama mitybos ir antibiotikų praktika, kuri, kaip žinoma, sutrikdo žarnyno mikrobiomą, svarbu atidžiau pažvelgti į tėvų poveikį kartų kartoms ir kaip jie gali turėti įtakos nėštumo rezultatams. Ir ligų rizika gyventojams“. "