Microbiota intestinală a tatălui influențează generația următoare

Studiul, condus de grupul lui Hackett de la Laboratorul European de Biologie Moleculară (EMBL) din Roma, a constatat că perturbarea microbiomului intestinal la șoarecii masculi crește riscul de îmbolnăvire la viitorii lor descendenți.

Microbiomul intestinal este comunitatea microbiană care locuiește în tractul gastrointestinal. Este responsabil pentru producerea de enzime, metaboliți și alte molecule importante pentru metabolismul gazdei și răspunsul acesteia la mediu.

În consecință, un microbiom intestinal echilibrat este important pentru sănătatea mamiferelor, ajutând la reglarea sistemelor imunitar și endocrin. Acest lucru, la rândul său, afectează fiziologia țesuturilor din întregul corp. Cu toate acestea, se știa puțin despre influența microbiomului intestinal asupra funcției de reproducere a gazdei și dacă un microbiom patern modificat ar putea afecta sănătatea urmașilor săi.

Grupul lui Hackett de la EMBL din Roma, împreună cu grupurile lui Bork și Zimmermann de la EMBL din Heidelberg, au decis să răspundă la această întrebare. Rezultatele studiului lor, publicat în revista Nature, au arătat că perturbarea microbiomului intestinal la șoarecii masculi crește probabilitatea ca puii lor să se nască cu greutate mică la naștere și să fie cu risc crescut de deces prematur..

Transmiterea de informații către generația următoare

Pentru a studia influența microbiomului intestinal asupra reproducerii masculine și asupra descendenților acestora, cercetătorii au modificat compoziția microbilor din intestinele șoarecilor masculi, tratându-i cu antibiotice comune care nu intră în sânge. Aceasta provoacă o afecțiune numită disbioză, în care ecosistemul microbian din intestin devine dezechilibrat.

Oamenii de știință au analizat apoi modificările în compoziția metaboliților testiculari importanți. Ei au descoperit că disbioza la șoarecii masculi a afectat fiziologia testiculelor, precum și compoziția metaboliților și semnalizarea hormonală. Cel puțin o parte din acest efect s-a datorat modificărilor nivelurilor hormonului cheie leptina din sângele și testiculele bărbaților cu disbioză indusă.

Aceste observații sugerează că la mamifere există o „axă intestin-germinală” care este o legătură importantă între intestin, microbiota acestuia și linia germinativă.

Pentru a înțelege importanța acestei „axe a liniei germinale intestinale” pentru trăsăturile ereditare, oamenii de știință au încrucișat fie masculi netratați, fie disbiotici, cu femele netratate. Șoarecii de la tați disbiotici au prezentat greutăți semnificativ mai mici la naștere și o mortalitate crescută după naștere. Diverse combinații de antibiotice, precum și tratamentul cu laxative care provoacă disbioză (care perturbă și microbiota), au avut efecte similare asupra descendenților.

Este important să rețineți că acest efect este reversibil. După oprirea antibioticelor, microbiomul părinților este restabilit. Când șoarecii restaurați cu microbiom au fost împerecheați cu femele netratate, puii lor s-au născut la greutate normală și s-au dezvoltat normal.

„Am observat că efectele intergeneraționale dispar odată ce microbiomul normal este restabilit. Aceasta înseamnă că orice modificare a microbiomului intestinal care ar putea provoca efecte intergeneraționale poate fi prevenită la viitorii tați”, a spus Peer Bork, directorul EMBL Heidelberg, care a participat. În studiu.

„Următorul pas este să înțelegem în detaliu modul în care diverși factori de mediu, cum ar fi medicamentele, inclusiv antibioticele, pot afecta liniile germinale paterne și, prin urmare, dezvoltarea embrionară.”

Aile Denboba, primul autor al publicației și fost bursier postdoctoral în grupul lui Hackett, acum lider de grup la Institutul Max Planck pentru Imunologie și Epigenetică din Freiburg, Germania, a adăugat: „Studiul a apărut din dorința de a înțelege influența a mediului asupra taților, privind microbiomul intestinal ca pe o legătură între interacțiunile gazdă-mediu, creând un model de cauză suficient pentru evaluarea riscurilor de sănătate intergeneraționale în sisteme ecologice complexe.”

Influența taților asupra riscului de îmbolnăvire în timpul sarcinii

În munca lor, Hackett și colegii săi au descoperit, de asemenea, că defectele placentare, inclusiv vascularizarea slabă și creșterea lentă, erau mai frecvente în sarcinile care implică bărbați disbiotici. Placentele defecte au prezentat semne ale unei complicații comune a sarcinii la om, numită preeclampsie, care duce la o creștere slabă a urmașilor și este un factor de risc pentru o gamă largă de boli mai târziu în viață.

"Cercetarea noastră demonstrează existența unui canal de comunicare între microbiomul intestinal și sistemul reproducător la mamifere. Mai mult, factorii de mediu care perturbă aceste semnale la viitorii tați cresc riscul de sănătate negativă a urmașilor prin modificarea dezvoltării placentare", a spus Jamie. Hackett, coordonator proiect de cercetare și lider de grup EMBL Roma

„Acest lucru implică faptul că la șoareci, mediul patern imediat înainte de concepție poate influența trăsăturile descendenților independent de moștenirea genetică.”

„În același timp, am constatat că acest efect este observat doar într-o singură generație și trebuie să subliniez că trebuie făcute mai multe cercetări pentru a examina cât de răspândite sunt aceste efecte și dacă sunt semnificative la om. Există diferențe înnăscute care trebuie luate în considerare atunci când se traduce studiile la șoareci la oameni.”

Hackett a continuat: „Dar având în vedere utilizarea pe scară largă a practicilor alimentare și antibiotice în cultura occidentală despre care se știe că perturbă microbiomul intestinal, este important să aruncăm o privire mai atentă asupra efectelor intergeneraționale ale taților și asupra modului în care acestea pot influența rezultatele sarcinii. Și riscul de îmbolnăvire în populație.” „