מיקרוביוטת המעיים של האב: המפתח הנסתר לבריאות הצאצאים

מחקר שנערך על ידי קבוצת Hackett במעבדה האירופית לביולוגיה מולקולרית (EMBL) ברומא מצביע על כך ששינוי מיקרוביום המעיים של עכברים זכרים מעלה את הסבירות למחלות בדורות הבאים.

מחקר בראשות קבוצת Hackett ב-EMBL גילה כי שיבוש המיקרוביוטה של ​​המעיים בעכברים זכרים משפיע על צאצאיהם, וכתוצאה מכך משקלי לידה נמוכים יותר ושיעורי תמותה גבוהים יותר. ההשפעה הבין-דורית הזו מתווכת באמצעות 'ציר מעי-קו הנבט' שזוהה לאחרונה, המשפיעה על איתות הורמונלי ופיזיולוגיה של האשכים, אך השפעות אלו מתהפכות לאחר שמיקרוביוטה נורמלית משוחזרת.

המיקרוביוטה של ​​המעי היא קהילה של מיקרואורגניזמים השוכנים במערכת העיכול. הוא ממלא תפקיד מפתח בייצור אנזימים, מטבוליטים ומולקולות אחרות החיוניות לחילוף החומרים של המארח ולתגובות סביבתיות.

כתוצאה מכך, מיקרוביוטה מאוזנת של המעי חשובה לבריאות היונקים במובנים רבים, כמו עזרה בוויסות המערכת החיסונית והאנדוקרינית. זה, בתורו, משפיע על הפיזיולוגיה של הרקמות בכל הגוף. עם זאת, מעט היה ידוע על השפעת המיקרוביוטה של ​​המעי על רביית המארח, והאם מיקרוביוטה משתנה באב יכולה להשפיע על כושרם של צאצאיו.

קבוצת האקט ב-EMBL רומא, בשיתוף עם קבוצות בורק וצימרמן ב-EMBL היידלברג, יצאו לענות על שאלה זו, כשהתוצאות שלהם פורסמו כעת בכתב העת טֶבַע. המדענים הראו ששיבוש המיקרוביוטה של ​​המעיים בעכברים זכרים מגדיל את ההסתברות שצאצאיהם נולדים במשקל נמוך, ויש להם סיכוי גבוה יותר למות בטרם עת.

מה מועבר לדור הבא

כדי לחקור את השפעות המיקרוביוטה של ​​המעי על רביית הזכר וצאצאיהם, החוקרים שינו את הרכב חיידקי המעי בעכברים זכרים על ידי טיפול בהם באנטיביוטיקה נפוצה שאינה חודרת למחזור הדם. זה גורם למצב שנקרא דיסביוזיס, לפיו המערכת האקולוגית המיקרוביאלית במעיים הופכת לא מאוזנת.

לאחר מכן ניתחו המדענים שינויים בהרכבם של מטבוליטים חשובים באשכים. הם מצאו שבעכברים זכרים דיסביוזה משפיעה על הפיזיולוגיה של האשכים, כמו גם על הרכב המטבוליטים ועל האיתות ההורמונלי. לפחות חלק מההשפעה הזו תיווך על ידי שינויים ברמות הורמון המפתח לפטין בדם ובאשכים של גברים עם דיסביוזיס מושרה. תצפיות אלו מצביעות על כך שביונקים, קיים 'ציר מעי-קו הנבט' כקשר חשוב בין המעי, המיקרוביוטה שלו וקו הנבט.

אנימציה המפרטת את הממצאים. קרדיט: המעבדה האירופית לביולוגיה מולקולרית

כדי להבין את הרלוונטיות של ציר 'קו-נבט' זה לתכונות שהורשתו לצאצאים, המדענים זיווגו זכרים לא מטופלים או דיסביוטיים עם נקבות לא מטופלות. גורי עכברים שנולדו מאבות דיסביוטיים הראו משקלי לידה נמוכים משמעותית ושיעור מוגבר של תמותה לאחר לידה. שילובים שונים של אנטיביוטיקה וכן טיפולים עם חומרים משלשלים המעוררים דיסביוזיס (שגם משבשים את המיקרוביוטה) השפיעו על הצאצאים באופן דומה.

חשוב לציין, השפעה זו היא הפיכה. לאחר הפסקת האנטיביוטיקה, המיקרוביוטה האבהית מתאוששת. כאשר עכברים עם מיקרוביוטה שהתאוששו הזדווגו עם נקבות לא מטופלות, צאצאיהם נולדו עם משקל לידה תקין והתפתחו באופן תקין גם כן.

"ראינו שהשפעות בין-דוריות נעלמות ברגע שמיקרוביוטה נורמלית משוחזרת. זה אומר שכל שינוי במיקרוביוטה של ​​המעי שיכול לגרום להשפעות בין-דוריות יכול להיות מונע באבות פוטנציאליים" אמר פאר בורק, מנהל EMBL היידלברג, שהשתתף במחקר. "השלב הבא יהיה להבין בפירוט כיצד גורמים סביבתיים שונים כמו תרופות מרפא כולל אנטיביוטיקה יכולים להשפיע על קו הנבט האבהי, ולכן, על ההתפתחות העוברית." אייל דנבובה, המחברת הראשונה של הפרסום ופוסט-דוקטורט לשעבר בקבוצת Hackett, כיום ראשת קבוצה במכון מקס פלנק לאימונולוגיה ואפיגנטיקה בפרייבורג, גרמניה הוסיפה: "המחקר נובע כדי להבין את ההשפעות הסביבתיות על אבות על ידי התחשבות במיקרוביוטה של ​​המעיים קשר של אינטראקציות מארח-סביבה, ובכך ליצור מודל של סיבה מספקת להערכת סיכונים בריאותיים בין-דוריים במערכות אקולוגיות מורכבות."

השפעה אבהית על הסיכון למחלות הריון

בעבודתם, האקט ועמיתיו גילו גם כי פגמים בשליה, כולל כלי דם לקויים וגדילה מופחתת, התרחשו בתדירות גבוהה יותר בהריונות שבהם מעורבים גברים דיסביוטיים. השליות הפגומות הראו סימני היכר של סיבוך הריון שכיח בבני אדם הנקרא רעלת הריון, אשר מוביל לפגיעה בצמיחת הצאצאים ומהווה גורם סיכון להתפתחות מגוון רחב של מחלות נפוצות בשלב מאוחר יותר בחיים.

"המחקר שלנו מדגים את קיומו של ערוץ תקשורת בין המיקרוביוטה של ​​המעי ומערכת הרבייה ביונקים. יתרה מכך, גורמים סביבתיים המשבשים את האותות הללו אצל אבות לעתיד מגבירים את הסיכון לבריאות שלילית אצל צאצאים, באמצעות שינוי בהתפתחות השליה" אמר ג'יימי האקט, מתאם פרויקט המחקר ומנהיג קבוצת EMBL רומא. "זה מרמז שבעכברים, הסביבה של אב ממש לפני ההתעברות יכולה להשפיע על תכונות הצאצאים ללא תלות בתורשה גנטית."

"יחד עם זאת, אנו מוצאים שההשפעה היא לדור אחד בלבד, ואני צריך להיות ברור שיש צורך במחקרים נוספים כדי לחקור עד כמה ההשפעות הללו מתפשטות והאם יש להן רלוונטיות בבני אדם. ישנם הבדלים מהותיים שיש לקחת בחשבון בעת ​​תרגום תוצאות ממודלים של עכברים לבני אדם." האקט המשיך: "אבל בהתחשב בשכיחות הנרחבת של שיטות תזונה ואנטיביוטיקה בתרבות המערבית שידועים כמשבשים את המיקרוביוטה של ​​המעי, חשוב לשקול את ההשפעות הבין-דוריות האבהיות בזהירות רבה יותר – וכיצד הן עשויות להשפיע על תוצאות ההריון והסיכון למחלות אוכלוסיות. ”