تؤثر الكائنات الحية الدقيقة في أمعاء الأب على الجيل القادم

وجدت الدراسة، التي قادتها مجموعة هاكيت في مختبر البيولوجيا الجزيئية الأوروبي (EMBL) في روما، أن تعطيل ميكروبيوم الأمعاء لدى ذكور الفئران يزيد من خطر إصابة نسلها بالمرض في المستقبل.

إن ميكروبيوم الأمعاء هو المجتمع الميكروبي الذي يسكن الجهاز الهضمي. وهو مسؤول عن إنتاج الإنزيمات والمستقلبات والجزيئات الأخرى المهمة لعملية التمثيل الغذائي للمضيف واستجابته للبيئة.

وبالتالي، فإن ميكروبيوم الأمعاء المتوازن مهم لصحة الثدييات، مما يساعد على تنظيم جهاز المناعة والغدد الصماء. وهذا بدوره يؤثر على فسيولوجيا الأنسجة في جميع أنحاء الجسم. ومع ذلك، لم يُعرف سوى القليل عن تأثير الميكروبيوم المعوي على الوظيفة الإنجابية للمضيف وما إذا كان الميكروبيوم الأبوي المتغير يمكن أن يؤثر على صحة نسله.

قررت مجموعة هاكيت في EMBL في روما، جنبًا إلى جنب مع مجموعات بورك وزيمرمان في EMBL في هايدلبرج، الإجابة على هذا السؤال. أظهرت نتائج دراستهم، المنشورة في مجلة Nature، أن تعطيل الميكروبيوم المعوي لدى الفئران الذكور يزيد من احتمال ولادة نسلها بوزن منخفض عند الولادة ونقص الوزن عند الولادة. في زيادة خطر الوفاة المبكرة..

نقل المعلومات إلى الجيل التالي

لدراسة تأثير الميكروبيوم المعوي على تكاثر الذكور ونسلهم، قام الباحثون بتغيير تركيبة الميكروبات في أمعاء ذكور الفئران عن طريق معالجتها بالمضادات الحيوية الشائعة التي لا تدخل مجرى الدم. ويسبب هذا حالة تسمى ديسبيوسيس، حيث يصبح النظام البيئي الميكروبي في الأمعاء غير متوازن.

قام العلماء بعد ذلك بتحليل التغيرات في تكوين المستقلبات الخصية المهمة. ووجدوا أن خلل العسر الحيوي في ذكور الفئران يؤثر على فسيولوجيا الخصية، بالإضافة إلى تكوين المستقلبات والإشارات الهرمونية. يرجع جزء على الأقل من هذا التأثير إلى التغيرات في مستويات هرمون اللبتين الرئيسي في الدم والخصيتين لدى الذكور المصابين بخلل العسر الحيوي المستحث.

تشير هذه الملاحظات إلى وجود "محور القناة الهضمية والجرثومية" في الثدييات، وهو رابط مهم بين الأمعاء وميكروباتها والخط الجرثومي.

لفهم أهمية "محور الخط الجرثومي المعوي" للصفات الوراثية، قام العلماء بتهجين الذكور غير المعالجين أو المصابين بخلل حيوي مع الإناث غير المعالجة. أظهرت الفئران من آباء ديسبيوتيك انخفاضًا ملحوظًا في أوزان المواليد وزيادة معدل الوفيات بعد الولادة. كان لمجموعات مختلفة من المضادات الحيوية، بالإضافة إلى العلاج بالمسهلات التي تسبب دسباقتريوز (الذي يعطل أيضًا الكائنات الحية الدقيقة)، تأثيرات مماثلة على النسل.

من المهم ملاحظة أن هذا التأثير قابل للعكس. وبعد إيقاف المضادات الحيوية، يتم استعادة الميكروبيوم الخاص بالآباء. عندما تم تزاوج الفئران المستعادة بالميكروبيوم مع إناث غير معالجة، وُلدت ذريتها بوزن طبيعي وتطورت بشكل طبيعي.

"لقد لاحظنا أن التأثيرات بين الأجيال تختفي بمجرد استعادة الميكروبيوم الطبيعي. وهذا يعني أن أي تغيير في ميكروبيوم الأمعاء يمكن أن يسبب آثارًا بين الأجيال يمكن منعه لدى الآباء الحوامل"، كما قال بير بورك، مدير EMBL هايدلبرغ، الذي شارك في الدراسة. في الدراسة. ص>

"الخطوة التالية هي أن نفهم بالتفصيل كيف يمكن للعوامل البيئية المختلفة، مثل الأدوية، بما في ذلك المضادات الحيوية، أن تؤثر على الخطوط الجرثومية للأب وبالتالي على التطور الجنيني."

وأضاف إيلي دينبوبا، المؤلف الأول للنشرة وزميل ما بعد الدكتوراه السابق في مجموعة هاكيت، وهو الآن قائد المجموعة في معهد ماكس بلانك لعلم المناعة وعلم الوراثة اللاجينية في فرايبورغ بألمانيا: "نشأت الدراسة من الرغبة في فهم تأثير البيئة على الآباء، والنظر إلى ميكروبيوم الأمعاء كحلقة وصل بين البيئة المضيفة والبيئة، مما يخلق نموذج سبب كاف لتقييم المخاطر الصحية بين الأجيال في النظم البيئية المعقدة."

تأثير الآباء على خطر الإصابة بالأمراض أثناء الحمل

في عملهم، وجد هاكيت وزملاؤه أيضًا أن عيوب المشيمة، بما في ذلك ضعف الأوعية الدموية وبطء النمو، كانت أكثر شيوعًا في حالات الحمل التي تنطوي على خلل حيوي لدى الذكور. أظهرت المشيمة المعيبة علامات على إحدى مضاعفات الحمل الشائعة لدى البشر والتي تسمى تسمم الحمل، والتي تؤدي إلى ضعف نمو النسل وهي عامل خطر لمجموعة واسعة من الأمراض في وقت لاحق من الحياة.

"يوضح بحثنا وجود قناة اتصال بين ميكروبيوم الأمعاء والجهاز التناسلي في الثدييات. علاوة على ذلك، فإن العوامل البيئية التي تعطل هذه الإشارات لدى الآباء الحوامل تزيد من خطر تدهور صحة النسل عن طريق تغيير نمو المشيمة". هاكيت، منسق المشروع البحثي ورئيس مجموعة EMBL روما

"وهذا يعني أنه في الفئران، يمكن للبيئة الأبوية قبل الحمل مباشرة أن تؤثر على سمات النسل بشكل مستقل عن الميراث الجيني."

"وفي الوقت نفسه، وجدنا أن هذا التأثير لوحظ في جيل واحد فقط، ويجب أن أؤكد على أنه يجب إجراء المزيد من الأبحاث لدراسة مدى انتشار هذه التأثيرات وما إذا كان لها معنى لدى البشر. هناك الاختلافات الفطرية التي يجب أخذها بعين الاعتبار عند ترجمة دراسات الفئران إلى البشر."

واصل هاكيت: "ولكن نظرًا للاستخدام الواسع النطاق للممارسات الغذائية والمضادات الحيوية في الثقافة الغربية المعروفة بتعطيل ميكروبيوم الأمعاء، فمن المهم إلقاء نظرة فاحصة على تأثيرات الآباء عبر الأجيال وكيف يمكن أن تؤثر على نتائج الحمل ومخاطر الأمراض بين السكان." "