Otcova střevní mikroflóra ovlivňuje další generaci

Studie vedená Hackettovou skupinou v Evropské laboratoři molekulární biologie (EMBL) v Římě zjistila, že narušení střevního mikrobiomu u myších samců zvyšuje riziko onemocnění u jejich budoucích potomků.

Střevní mikrobiom je mikrobiální komunita, která obývá gastrointestinální trakt. Je zodpovědný za produkci enzymů, metabolitů a dalších molekul důležitých pro metabolismus hostitele a jeho reakci na prostředí.

V důsledku toho je pro zdraví savců důležitý vyvážený střevní mikrobiom, který pomáhá regulovat imunitní a endokrinní systém. To zase ovlivňuje fyziologii tkání v celém těle. O vlivu střevního mikrobiomu na reprodukční funkci hostitele a o tom, zda by pozměněný otcovský mikrobiom mohl ovlivnit zdraví jeho potomků, se však vědělo jen málo.

Hackettova skupina na EMBL v Římě spolu s Borkem a Zimmermannovými skupinami na EMBL v Heidelbergu se rozhodla na tuto otázku odpovědět. Výsledky jejich studie publikované v časopise Nature ukázaly, že narušení střevního mikrobiomu u myších samců zvyšuje pravděpodobnost, že se jejich potomci narodí s nízkou porodní hmotností a budou se zvýšeným rizikem předčasného úmrtí..

Předávání informací další generaci

Aby vědci zkoumali vliv střevního mikrobiomu na samčí reprodukci a jejich potomstvo, změnili složení mikrobů ve střevech myších samců tak, že je ošetřili běžnými antibiotiky, která se nedostanou do krevního oběhu. To způsobuje stav zvaný dysbióza, při kterém se mikrobiální ekosystém ve střevě stává nevyváženým.

Vědci poté analyzovali změny ve složení důležitých testikulárních metabolitů. Zjistili, že dysbióza u samců myší ovlivňuje fyziologii varlat, stejně jako složení metabolitů a hormonální signalizaci. Alespoň část tohoto účinku byla způsobena změnami hladin klíčového hormonu leptinu v krvi a varlatech mužů s indukovanou dysbiózou.

Tato pozorování naznačují, že u savců existuje „osa střevo-zárodečná linie“, která je důležitým spojením mezi střevem, jeho mikrobiotou a zárodečnou linií.

Aby vědci pochopili důležitost této „osy střevo-zárodečná linie“ pro dědičné vlastnosti, křížili buď neléčené nebo dysbiotické samce s neléčenými samicemi. Myši od dysbiotických otců vykazovaly výrazně nižší porodní váhu a zvýšenou úmrtnost po narození. Různé kombinace antibiotik a také léčba laxativy, která způsobují dysbiózu (která také narušují mikroflóru), měly na potomky podobné účinky.

Je důležité si uvědomit, že tento efekt je vratný. Po vysazení antibiotik se mikrobiom otců obnoví. Když byly myši s obnoveným mikrobiomem spářeny s neléčenými samicemi, jejich potomci se narodili s normální hmotností a vyvíjeli se normálně.

"Pozorovali jsme, že mezigenerační účinky zmizí, jakmile se obnoví normální mikrobiom. To znamená, že jakékoli změně střevního mikrobiomu, která by mohla způsobit mezigenerační účinky, lze u nastávajících otců zabránit," řekl Peer Bork, ředitel EMBL Heidelberg, který se účastnil. Ve studiu.

"Dalším krokem je podrobně porozumět tomu, jak různé faktory životního prostředí, jako jsou léky, včetně antibiotik, mohou ovlivnit otcovské zárodečné linie a tím i embryonální vývoj."

Aile Denboba, první autor publikace a bývalý postdoktorand v Hackettově skupině, nyní vedoucí skupiny v Institutu Maxe Plancka pro imunologii a epigenetiku ve Freiburgu v Německu, dodal: „Studie vznikla z touhy porozumět vlivu. Prostředí na otcích, díváme se na střevní mikrobiom jako na spojovací článek interakcí mezi hostitelem a prostředím, což vytváří dostatečný model příčiny pro hodnocení mezigeneračních zdravotních rizik ve složitých ekologických systémech.“

Vliv otců na riziko onemocnění během těhotenství

Ve své práci Hackett a jeho kolegové také zjistili, že defekty placenty, včetně špatné vaskularizace a pomalého růstu, byly častější u těhotenství s dysbiotickými muži. Defektní placenty vykazovaly známky běžné těhotenské komplikace u lidí zvané preeklampsie, která vede ke špatnému růstu potomstva a je rizikovým faktorem pro širokou škálu onemocnění v pozdějším věku.

"Náš výzkum prokazuje existenci komunikačního kanálu mezi střevním mikrobiomem a reprodukčním systémem u savců. Navíc faktory prostředí, které narušují tyto signály u nastávajících otců, zvyšují riziko nepříznivého zdraví potomků změnou vývoje placenty," řekl Jamie. Hackett, koordinátor výzkumného projektu a vedoucí skupiny EMBL Řím

"To znamená, že u myší může otcovské prostředí bezprostředně před početím ovlivnit vlastnosti potomků nezávisle na genetické dědičnosti."

"Zároveň jsme zjistili, že tento účinek je pozorován pouze v jedné generaci a musím zdůraznit, že je třeba provést další výzkum, abychom prozkoumali, jak jsou tyto účinky rozšířené a zda mají u lidí význam. Existují vrozené rozdíly, které je třeba vzít v úvahu při převodu studií na myších na lidi.“

Hackett pokračoval: „Ale vzhledem k rozšířenému používání dietních a antibiotických postupů v západní kultuře, o nichž je známo, že narušují střevní mikrobiom, je důležité se blíže podívat na mezigenerační účinky otců a na to, jak mohou ovlivnit výsledky těhotenství. A riziko onemocnění v populaci." "

."