به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، ترکیب میکروبیوم روده در دوران بارداری تأثیرات بلندمدتی بر رشد و تکوین سلول‌های بنیادی نسل‌های بعدی دارد. محققان گزارش می‌دهند که درمان موش‌های باردار با یک میکروب رایج روده منجر به افزایش فعالیت سلول‌های بنیادی در مغز و دستگاه گوارش فرزندان شد. نتیجه این تغییرات، کاهش اضطراب و بهبودی سریع‌تر از کولیت در نسل‌های بعدی بود، و این تفاوت‌ها حتی تا 10 ماه بعد از تولد همچنان قابل مشاهده بود.

تاثیر ترکیب میکروبیوم روده در دوران بارداری بر تکوین سلول‌های بنیادی

ترکیب میکروبیوم روده در دوران بارداری تأثیرات بلندمدتی بر رشد و تکوین سلول‌های بنیادی نسل‌های بعدی دارد، طبق گزارش محققان در مقاله‌ای که در تاریخ 11 دسامبر در مجله Cell Stem Cell منتشر شد. درمان موش‌های باردار با یک میکروب رایج روده منجر به تولید فرزندانی شد که سلول‌های بنیادی فعال‌تری در مغز و دستگاه گوارش داشتند. به این ترتیب، نسل‌های بعدی نسبت به وضعیت اضطرابی کمتری نشان دادند و سریع‌تر از کولیت بهبود یافتند. این تفاوت‌ها حتی تا سن 10 ماهگی در آنها مشاهده شد. محققان دریافتند که در معرض قرار گرفتن فرزندان با این میکروب پس از تولد، همان تأثیرات فعال‌سازی سلول‌های بنیادی را ایجاد نکرد. تیم تحقیقاتی نشان داد که این میکروب از طریق تغییر در فراوانی دیگر میکروب‌های روده، تولید متابولیت‌هایی را که از جفت عبور کرده و باعث رشد و تکثیر سلول‌های بنیادی می‌شوند، افزایش می‌دهد. پارگ کاندو، نویسنده ارشد این مطالعه از مؤسسه پاستور شانگهای، گفت: "این پیشرفت بزرگی در جهت تکوین استراتژی‌های مداخله میکروبیوتا برای بهبود سلامت کودکان است."

میکروبیوتای روده

میکروبیوتای روده، یک اکوسیستم پیچیده از جوامع میکروبی که در روده ساکن هستند، تعاملات پیچیده‌ای را هدایت می‌کند که فیزیولوژی میزبان و عملکرد اعضای بدن را تنظیم می‌کند. محققان نشان دادندکه میکروبیوم روده، همتای پروکاریوتی "هولوبایونت" (یک موجود زنده متشکل از میزبان و میکروارگانیسم‌ها)، فرآیندهای فیزیولوژیکی مختلفی از جمله بلوغ و عملکرد اعضای بدن و پیری را در میزبان یوکاریوتی تنظیم می‌کند. میکروبیوم روده ویژگی‌های ترکیبی و عملکردی خاصی دارد که بستگی به سن میزبان، وضعیت سلامتی و شرایط فیزیولوژیکی همچون بارداری دارد. به‌ویژه، میکروبیوم روده مادر در دوران بارداری ویژگی‌های شاخصی دارد که برای تنظیم سلامت نسل‌های بعدی اهمیت زیادی دارند. اکنون ثابت شده است که میکروبیوم مادر می‌تواند جنبه‌های مختلف تکوین فرزند از جمله توسعه ایمنی و عصبی و ویژگی‌های متابولیکی، که احتمالاً تأثیرات بلندمدتی بر سلامت دارند را تحت تأثیر قرار دهد. در مقابل، اختلال در میکروبیوم مادر تأثیرات شدیدی بر فرآیندهای توسعه فرزند دارد و منجر به اختلالات توسعه عصبی و روده‌ای و التهاب می‌شود. این یافته‌ها مجدداً تأکید می‌کنند که میکروبیوتای مادر به عنوان یک عامل تعیین‌کننده حیاتی برای توسعه و سلامت نسل‌های بعدی و همچنین تمایل به ابتلا به بیماری‌ها در مراحل بعدی زندگی شناخته می‌شود.

شیوه تحقیقاتی

محققان، موش‌های باردار را با Akkermansia muciniphila، یک میکروب رایج روده که کاهش آن با چاقی، دیابت و استئاتوز کبدی مرتبط است، درمان کردند. مطالعات قبلی نشان داده‌اند که میکروبیوم مادر با ایمنی، متابولیسم و تکوین عصبی نسل‌های بعدی مرتبط است، اما چگونگی تأثیر میکروب‌های روده بر این فرآیندها هنوز روشن نیست. از آنجا که سلول‌های بنیادی مسئول کنترل رشد، تکوین و بلوغ اعضای بدن در دوران اولیه زندگی هستند، تیم کاندو تصمیم گرفتند بررسی کنند که آیا بین میکروب‌های روده و سلول‌های بنیادی جنینی در دوران بارداری ارتباطی وجود دارد. برای این منظور، آنها موش‌های باردار را با Akkermansia muciniphila درمان کردند و دریافتند که این تأثیرات بزرگی بر سلول‌های بنیادی نسل‌های بعدی داشت.

نتایج کسب شده

 فرزندان موش‌های مادرانی که در دوران بارداری در معرض Akkermansia قرار داشتند، دارای سلول‌های بنیادی بیشتری در مغز و دستگاه گوارش بودند و این سلول‌های بنیادی نیز نسبت به سلول‌های بنیادی موش‌های کنترل فعال‌تر بودند. این تغییرات در تکوین سلول‌های بنیادی تأثیرات بلندمدتی بر رفتار و سلامت موش‌ها داشت. در آزمایش‌های رفتاری، فرزندان مادرانی که در دوران بارداری در معرض Akkermansia قرار داشتند، اضطراب کمتری نشان دادند و رفتارهای اکتشافی بیشتری داشتند. همچنین آنها سریع‌تر از التهاب روده شیمیایی بهبود یافتند، چون سلول‌های اپیتلیال روده آنها سریع‌تر تجدید و بازسازی می‌شدند. درمان موش‌های نوزاد با Akkermansia پس از تولد تأثیر مشابهی بر تکوین سلول‌های بنیادی نداشت. کاندو می‌گوید: "وقتی فرزندان را پس از تولد در معرض Akkermansia قرار دادیم، تفاوت‌هایی در تمایز سلولی مشاهده کردیم، اما هیچ‌کدام از پدیده‌هایی که در دوران بارداری مشاهده کردیم را ندیدیم. به همین دلیل فکر می‌کنیم که این دوره بارداری بحرانی است و تغییرات میکروبیوم در این دوره واقعاً می‌تواند تأثیرات شگفت‌انگیزی داشته باشد." این تأثیرات خاص به Akkermansia مربوط است، زیرا درمان موش‌های باردار با میکروب روده‌ای دیگر به نام Bacteroidetes thetaiotaomicron تأثیری بر تکوین سلول‌های بنیادی نسل‌های بعدی نداشت. با این حال، Akkermansia فقط در حضور یک میکروبیوم پیچیده دیگر توانست اثرات خود را بگذارد.

ارتباط میان میکروب Akkermansia با پروتئینی به نام mTOR

تیم تحقیقاتی نشان داد که Akkermansia موجب تغییر در فراوانی سایر گونه‌های میکروب روده‌ای شد و باعث شد که دیگر میکروب‌های روده‌ای از نظر متابولیک فعال‌تر شوند و مقادیر بیشتری از متابولیت‌هایی مانند اسیدهای چرب کوتاه‌زنجیر و آمینو اسیدها تولید کنند. برخلاف میکروب‌های روده‌ای، این متابولیت‌ها می‌توانند از جفت عبور کرده و باعث تحریک رشد و تکثیر سلول‌ها از طریق پروتئینی به نام mTOR شوند. هنگامی که محققان موش‌های باردار را همزمان با Akkermansia و رپامایسین، یک ماده شیمیایی که mTOR را مهار می‌کند، درمان کردند، دیگر هیچ تأثیری بر سلول‌های بنیادی نسل‌های بعدی مشاهده نشد. به‌طور پیش‌رو، محققان قصد دارند تأثیر متابولیت‌های میکروبیوم را بر سلول‌های بنیادی را بیشتر مطالعه کنند. همچنین برای آزمایش اینکه آیا این پدیده در انسان‌ها نیز اتفاق می‌افتد یا خیر، قصد دارند موش‌های "انسانی‌سازی‌شده" ایجاد کرده و میکروبیوم انسانی را در آنها پیوند دهند و همچنین از گروه‌های انسانی که در دوران بارداری پروبیوتیک مصرف می‌کنند، مطالعه کنند. کاندو می‌گوید: "ارتقاء سلامت کودکان یک چالش بزرگ در سطح جهانی است و تعمیم این یافته‌ها به انسان‌ها بسیار حائز اهمیت است.

نتایج کلی کسب شده

دراین مطالعه برای بررسی نقش میکروبیوم مادر در شکل‌دهی به سلول‌های بنیادی فرزند، ما میکروبیوتای مادر را با استفاده از Akkermansia muciniphila تغییر دادیم. میکروبیوم‌های مختلف مادر تأثیرات متفاوتی بر تکثیر و تمایز سلول‌های بنیادی عصبی و روده‌ای فرزندان داشتند و این تأثیرات بر مسیر توسعه، فیزیولوژی و سلامت بلندمدت آنها تأثیر گذاشتند. پیوند میکروبیوتای تغییر یافته مادر به موش‌های عاری از میکروب (germ-free) این ویژگی‌های سلول‌های بنیادی را به نسل‌های فرزندان آن موش‌ها منتقل کرد. فرزندان موش‌های عاری از میکروب که به‌طور انتخابی با Akkermansia مستعمره شده بودند، این ویژگی‌های سلول‌های بنیادی را نشان ندادند، که اهمیت تنوع میکروبیوم را تأکید می‌کند. میکروبیوم‌های مادر که از نظر متابولیکی فعال‌تر بودند، سطوح بیشتری از اسیدهای چرب کوتاه‌زنجیر (SCFAs) و آمینو اسیدها را در خون غنی کردند و تأثیرات مشخصی بر مسیر ترنسکریپتومی mTOR سلول‌های بنیادی فرزندان گذاشتند. مسدود کردن سیگنال‌دهی mTOR در دوران بارداری تأثیرات میکروبیوم مادر بر سلول‌های بنیادی را از بین برد. این نتایج نقش اساسی میکروبیوم مادر در برنامه‌ریزی سلول‌های بنیادی فرزندان را نشان می‌دهد و نمایانگر هدفی امیدوارکننده برای مداخلات درمانی است.

پایان مطلب/.