Kas soolestiku mikrobioom võib avada vananemise saladusi?
Uus uuring on näidanud, kuidas vanemate hiirte soolestiku mikrobioota võib soodustada noorte hiirte närvikasvu, mis viib tulevaste ravimeetodite lootustandvate arenguteni.
Singapuris Nanyangi tehnikaülikoolis (NTU) asuv uurimisrühm viis vanemate hiirte soolestiku mikrobioota nooremate, vähem arenenud soolefaunaga hiirte soolestikku.
Selle tulemuseks oli aju neurogeneesi (neuronite kasvu) suurenemine ja vananemise muutused, mis viitab sellele, et bakterite ja nende peremehe sümbiootilisel suhtel võib olla tervisele märkimisväärne kasu.
Viimase 20 aasta jooksul on peremeesorganismi ja selles või selle peal elanud bakterite vaheliste seoste uurimine märkimisväärselt suurenenud. Nende uuringute tulemused on kinnitanud selle suhte olulist rolli toitumises, ainevahetuses ja käitumises.
Meditsiiniringkonnad loodavad, et need viimased tulemused võivad viia toidupõhise ravi väljatöötamiseni, mis aitab vananemisprotsessi aeglustada.
Selles uuringus püüdis uurimisrühm välja selgitada vananeva peremehe soolestiku mikrobioota funktsionaalsed omadused. Teadlased siirdasid vanade või noorte hiirte soolestiku mikrobioota noortele iduvabadele hiirte retsipientidele.
Tulemused ilmuvad ajakirjas Teaduse translatiivne meditsiin.
Mida uuringud hõlmasid?
Soolestiku mikrobioom muutub peremeesorganismi vananedes ja selle arengu uurimiseks siirdas uurimisrühm soolestiku mikrobioomi 24-kuustelt hiirtelt noortele 6-nädalastele iduvabadele hiirtele.
NTU Lee Kong Chiani meditsiinikooli professor Sven Pettersson juhatas meeskonda.
8 nädala pärast täheldasid prof Pettersson ja tema kolleegid soolte kasvu suurenemist ja neurogeneesi suurenemist hiirte ajus.
Katse kontrollimiseks viis meeskond noorte hiirte soolestiku mikrobioomi sama vanusega iduvabadesse hiirtesse. Teadlased ei täheldanud samu efekte, mida nad nägid hiirtel, kes said soolestiku mikrobioomi vanematelt hiirtelt.
Meeskond viis närilistel läbi ka molekulaaranalüüsi ja leidis, et neil on suurenenud butüraadi sisaldus. Butüraat on lühikese ahelaga rasvhape, mida soolestiku mikroobid toodavad.
Butüraat on tervisele kasulik ja võib kaitsta selliste haiguste eest nagu soolepõletik, jämesoolevähk, rasvumine ja diabeet.
Teatud soolestiku mikroobide rikastamine ja toidukiudude bakteriaalne käärimine jämesooles viisid butüraadi suurenenud tasemeni. Omakorda stimuleeris butüraadi taseme tõus pikaealisuse hormooni FGF21 tootmist.
FGF21 on fibroblasti kasvufaktor, millel on oluline roll ainevahetuse reguleerimisel. FGF21 taseme tõus oli seotud ka suurenenud AMPK ja SIRT-1 aktiivsuse ning vähenenud mTOR signaalimisega.
See on oluline, sest suurenenud AMPK viib raku ainevahetuse käigus lühikese ahelaga rasvhapete omastamiseni. SIRT-1 reguleerib ka homöostaasi ja võib kaitsta mitmesuguste inimeste häirete eest.
Vähendatud mTOR suudab kaitsta inimese vähkide ja erinevate põletikuliste haiguste eest.
Teadlased uurisid soolestiku mikrobioomi siirdamise mõju hiirte seedetraktile.
Soolekoe normaalne vananemine vähendab soolerakkude elujõulisust. Sellel on seosed vähenenud lima tootmisega, mis võib viia rakukahjustuste ja surma suurenemiseni.
Teadlased leidsid, et vanemate hiirte mikrobioomi siirdamine noorematele hiirtele suurendas villi pikkust ja laiust, mis on soolestiku seina moodustavad väikesed struktuurid.
Vanematelt hiirtelt mikrobiomi saanud hiirtel oli ka pikem käärsool ja pikem peensool kui kontrollrühmal, kes olid mikrobiomi saanud teistelt noortelt hiirtelt.
Samuti andsid teadlased noortele iduvabadele hiirtele butüraadi ja täheldasid, et see viis neurogeneesi ja soolestiku kasvu sarnasele suurenemisele.
Kuidas neid tulemusi on saadud?
Teadlased kogu maailmast on nendele tulemustele reageerinud. Saksamaal Max Plancki vananemisbioloogia instituudi rühmajuht dr Dario Riccardo Valenzano ütleb: "Need tulemused on põnevad ja tekitavad mitmeid uusi avatud küsimusi nii vananemise bioloogia kui ka mikrobioomide uurimise jaoks."
Mõni neist küsimustest sisaldab dr Valenzano sõnul „kas hiirte elu jooksul toimub aktiivne butüraati tootvate mikroobide omandamine ja kas äärmine vananemine viib selle põhilise mikroobide koosluse kadumiseni, mis võib lõpuks põhjustada düsbioosi ja vanuse seotud düsfunktsioonid. "
Lisaks ütleb Singapuri Riikliku Ülikooli tervisliku vananemise keskuse direktor professor Brian Kennedy: "On intrigeeriv, et vananenud looma mikrobioom võib noorel retsipiendil soodustada nooruslikke fenotüüpe."
"See viitab sellele, et vananemisega mikrobioota on modifitseeritud, et kompenseerida peremeesorganismi kuhjuvaid defitsiite, ja see tekitab küsimuse, kas noore looma mikrobioomil oleks noorele peremehele suurem või väiksem mõju."
"Tulemused viivad meie arusaama mikrobiomi ja selle peremeesorganismi seosest vananemise ajal ning loovad aluse mikrobioomiga seotud sekkumiste väljatöötamiseks tervisliku pikaealisuse edendamiseks."
Prof Brian Kennedy
Mõju tulevasele ravile
Need tulemused on vananemisega seotud haiguste, näiteks neurogeneratiivsete häirete, tulevikus edasiminekuks väga paljutõotavad.
Nad viitavad sellele, et soolestiku mikrobioota ja dünaamika koostis on vanusetundlik ning et varases elus reageerib mikroobide vihje oluliselt hilisemas elus.
Tulemused viitavad sellele, et metaboolse homöostaasiga vanemate peremeeste soolestiku mikrobiota võib toetada peremehe tervist. Seevastu II tüüpi diabeeti põdevatel täiskasvanutel võib soolestiku mikrobiom esile kutsuda põletikulisi radu.
Selle uuringu piirangud hõlmavad asjaolu, et mikrobioomid võivad uuringu käigus muutuda isegi kontrollitud katsetes, näiteks siin toodud katsetes.
Samuti on võimalik, et teistel mikroobsetel metaboliitidel ja rakulistel radadel on oma roll, kuid teadlased ei uurinud neid selles uuringus.
