Žarnyno mikrobiomų sudėtis nėštumo metu turi ilgalaikį poveikį palikuonių kamieninių ląstelių augimui ir vystymuisi, gruodžio 11 d. Ląstelių kamieninė ląstelė.
Gydant nėščias peles įprastu žarnyno mikrobu, palikuonys turėjo daugiau aktyvių kamieninių ląstelių tiek smegenyse, tiek žarnyno trakte. Dėl to palikuonys mažiau nerimavo ir greičiau pasveiko nuo kolito, o šie skirtumai vis dar buvo akivaizdūs sulaukus 10 mėnesių.
Po gimimo palikuonių poveikis mikrobui nesukėlė tokios pat kamieninių ląstelių aktyvacijos. Grupė parodė, kad mikrobas paveikė kamieninių ląstelių augimą, pakeisdamas kitų žarnyno mikrobų gausą ir padidindamas metabolitų, kurie kerta placentą ir skatina kamieninių ląstelių augimą bei proliferaciją, gamybą.
„Tai yra didelė pažanga kuriant mikrobiota pagrįstas intervencijos strategijas siekiant pagerinti vaikų sveikatą“, – sako vyresnysis autorius Parag Kundu iš Šanchajaus Pasteur instituto.
Mokslininkai nėščias peles gydė Akkermansia muciniphila – įprastu žarnyno mikrobu, kurio mažas gausumas yra susijęs su nutukimu, diabetu ir kepenų steatoze.
Ankstesni tyrimai parodė, kad motinos mikrobiomas yra susijęs su palikuonių imunitetu, metabolizmu ir neurologiniu vystymusi, tačiau neaišku, kaip žarnyno mikrobai veikia šiuos procesus. Kadangi ankstyvuoju gyvenimo laikotarpiu kamieninės ląstelės yra atsakingos už augimo, vystymosi ir organų brendimo kontrolę, Kundu komanda nusprendė ištirti, ar nėštumo metu nėra žarnyno mikrobų ir vaisiaus kamieninių ląstelių susikirtimo.
Norėdami tai padaryti, jie gydė nėščias peles Akkermansia muciniphila ir nustatė, kad prenatalinis poveikis turėjo didelį poveikį palikuonių kamieninėms ląstelėms. Akkermansia paveiktų motinų palikuonių smegenyse ir žarnyne buvo daugiau kamieninių ląstelių, šios kamieninės ląstelės taip pat buvo aktyvesnės, palyginti su pelių, kurios nebuvo paveiktos Akkermansia gimdoje, kamieninėmis ląstelėmis.
Šie kamieninių ląstelių vystymosi pokyčiai turėjo ilgalaikį poveikį pelių elgesiui ir sveikatai. Atliekant elgesio testus, Akkermansia paveiktų motinų palikuonys buvo mažiau nerimastingi ir labiau tyrinėjantys. Jie taip pat greičiau atsigavo nuo chemiškai sukelto žarnyno uždegimo dėl greitesnės regeneracijos ir žarnyno epitelio ląstelių apykaitos.
Naujagimių pelių gydymas Akkermansia neturėjo tokio pat poveikio kamieninių ląstelių vystymuisi kaip prenatalinis poveikis.
„Kai palikuonis po gimdymo buvo paveiktas Akkermansia, pastebėjome tam tikrus diferenciacijos skirtumus, tačiau nematėme visų reiškinių, kuriuos stebėjome, kai motinos buvo paveiktos Akkermansia nėštumo metu“, – sako Kundu. „Štai kodėl manome, kad šis nėštumo laikotarpis yra labai svarbus, o mikrobiomų pokyčiai per šį laikotarpį tikrai gali padaryti stebuklus.”
Atrodo, kad poveikis būdingas Akkermansia, nes nėščių pelių gydymas kitu žarnyno mikrobu Bacteroidetes thetaiotaomicron neturėjo įtakos palikuonių kamieninių ląstelių vystymuisi. Tačiau Akkermansia galėjo daryti savo poveikį tik esant kitaip sudėtingam žarnyno mikrobiomui.
Komanda parodė, kad Akkermansia pakeitė kitų žarnyno mikrobų rūšių gausą ir paskatino kitus žarnyno mikrobus tapti metaboliškai aktyvesniais, kad susidarytų didesnis kiekis metabolitų, tokių kaip trumpos grandinės riebalų rūgštys ir aminorūgštys. Skirtingai nuo žarnyno mikrobų, šie metabolitai gali prasiskverbti per placentą ir, kaip žinoma, skatina ląstelių augimą ir dauginimąsi per baltymą, vadinamą mTOR.
Kai tyrėjai vaišino nėščiąsias peles Akkermansia ir rapamicinu – chemine medžiaga, kuri slopina mTOR, jie nebematė jokio poveikio palikuonių kamieninėms ląstelėms.
Žvelgdami į ateitį, mokslininkai planuoja toliau tirti, kaip mikrobiomų metabolitai veikia kamienines ląsteles. Siekdami patikrinti, ar šis reiškinys pasitaiko ir žmonėms, jie planuoja sukurti „humanizuotas peles“, persodindami į peles žmogaus mikrobiotą, ir ištirti žmonių grupes, kurios nėštumo metu vartoja probiotikus.
„Vaikų sveikatos skatinimas yra didžiulis iššūkis visame pasaulyje, o šių išvadų ekstrapoliavimas žmonėms yra labai svarbus“, – sako Kundu.