Ролята на майчиния микробиом в правилното развитие на мозъка на бебето

Бактериите обитаващи червата ни, известни като чревен микробиом (микробиота), са от ключово значение за нашето здравето през целия ни живот. Все повече нови проучвания подкрепят това твърдение, а едно от най-новите такива отива дори стъпка по-далеч. В проучване, публикувано в елитното научно списание Nature, група учени (Vuong et al.), описват механизма, чрез който вещества прозиведени от микробиома участват във феталното (вътреутробното; fetus – плод) развитие на мозъка на все още нероденото бебе. Проучването е проведено с бременни опитни мишки, при които е отркито, че бактерии от микробиома на бременната мишка произвеждат молекули, които влияят положително върху развитието на конкретни сетивни нервни пътища в мозъка на фетуса. Екипът описва трайни промени в поведението и способностите на поколенията на изследваните опитни мишки, дължащите се на тези молекули, синтезирани от чревните бактерии.

В последното десетилетие редица проучвания с опитни животни демонстрират ефекта, който червеният микробиом има върху правилното развитите на мозъка и цялата нервна система. Това се вижда напрактира при експериментална постановка с мишки, които са с променен микробиом поради възпаление или диета изключително богата на мазнини – в техните поколения се наблюдават редица аномалии в поведението и в устройството на мозъка. Интересен е фактът, че все още не е ясно дали ефектите на майчиния микробиом се проявяват само по време на бременността или по-скоро се проявяват постнатално (след раждането) при трансфер на бактерии от майката на бебето (по време на естествено раждане, кърмене и др.)

В конкретното проучване е изследвана група от мишки със силно потиснат чревен микробиом (живеещи в стерилни условия, или лекарствено потиснат чрез антибиотици) и друга група от мишки с нормално развит микробиом. Съответно, при изследване на мозъчната структура на ембрионите (и фетусите) на двете групи мишки са описани значителни разлики. Тези разлики са относително специфични – отнасят се до възприятието и обработването на сетивна информация (звук, светлина и тн.) При ембрионите на майки с недоразвит микробиом нервните пътища (аксоните на нервите), свързващи две основни структури в мозъка – таламуса и кортекса, са по-малки, по-къси и по-малко на брой. Аксоните в друга мозъчна структура – вътрешната капсула (capsula interna) също са значително по-тънки в сравнение с тези на ембрионите на майки с нормално разбит микробиом. Тези разлики се потвърждават и на генетично ниво – открити са разлики в генната експресия за гени свързани с формацията и развитието на нервните клетки в двете различни групи ембриони.
Следващата стъпка в проучването било да се провери дали тези нарушени таламо-кортикални връзки имат трайни последствия в способността на младите мишки да разпознават сетивни дразнители – звук, светлина, допир, топлиина. Използвайки редица от тестовете, учените установили, че наистина мишките, родени от майки с дефицитен миркобиом, имали нарушено усещане и аномалии в реакциите на топлина, допир и звук. Не са открити аномалии в резултатите на визуалните или моторните тестовете на двете групи.

Това проучване не само допринася към непрекъснато растящите ни знания за значението на микробиома за правилното ембрионално развитие и за поддържането на здравето, но и също така дава основа за много бъдещи проучвания в тази сфера. Все още, механизмите по които тези метаболити синтезирани от бактериите в червата на майката действат не са изяснени. Също така и не разбираме защо специфичните клетки и структури, които са засегнати са мозъчни и защо точно таламо-кортикалният път на провеждане е засегнат.Това дава основа за голям брой нови проучвания в тази област, изясняващи тези механизми и проблеми.
Важно е да знаем, че макар и проведени с експериментални животни, данните получени от тези експерименти най-вероятно са приложими и за човешкия организъм и е вероятно да допринесат за разбирането ни и евентуалното лечение на подобни нарушения при хората. Ако успеем да идентифицираме молекулите синтезирани от майчите бактерии, можем да ги използваме като своеобразни „биомаркери“ и да следим за правилното развитие на мозъка на нероденото бебе. А в случай, че тези потенциални нови биомаркери не са в норма, лекарите ще имат възможността да предписват заместителна терапия( с молекули аналози на тези синтезирани от микробиома), подобна на известната ни терапия с фолиева киселина (витамин В9), която предотвратява точно нервни нарушения в развитието на плода.

Референции:


РЕКЛАМА:

***

Vuong, H. E. et al. Nature 586, 281–286 (2020) – doi: 10.1038/d41586-020-02657-y
Kim, S. et al. Nature 549, 528–532 (2017).
Buffington, S. A. et al. Cell 165, 1762–1775 (2016).

Източник: nature.com

Превод: Стоян Първанов

 


Европейска нощ на учените 2022 г.: