Μελέτη από το Πανεπιστήμιο Northwestern ρίχνει φως στη σχέση μεταξύ του εντερικού μικροβιώματος και της λειτουργίας του εγκεφάλου, υποδεικνύοντας ότι μεταβολές στη σύσταση των μικροβίων του εντέρου μπορούν να επηρεάσουν τον τρόπο με τον οποίο λειτουργεί ο νους. Όπως δήλωσε η Δρ. Katie Amato, αναπληρώτρια καθηγήτρια βιολογικής ανθρωπολογίας και επικεφαλής της έρευνας, τα ευρήματα αναδεικνύουν ότι τα μικρόβια ενδέχεται να επηρεάζουν χαρακτηριστικά, τα οποία είναι σημαντικά για την κατανόηση της εξέλιξης.
Η παρούσα εργασία βασίστηκε σε προηγούμενα ευρήματα της Δρ. Amato. Είχε παρατηρηθεί ότι μικρόβια από πρωτεύοντα με μεγαλύτερο εγκέφαλο (συμπεριλαμβανομένου του ανθρώπου), όταν μεταφέρθηκαν σε ποντίκια-ξενιστές, οδήγησαν σε αυξημένη παραγωγή μεταβολικής ενέργειας στο μικροβίωμά τους. Η αυξημένη ενεργειακή διαθεσιμότητα θεωρείται προϋπόθεση για την ανάπτυξη και τη λειτουργία των μεγαλύτερων εγκεφάλων, οι οποίοι έχουν υψηλότερες ενεργειακές απαιτήσεις.
Σε αυτή τη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο PNAS, οι ερευνητές εστίασαν άμεσα στον εγκέφαλο, εξετάζοντας κατά πόσο η μεταφορά μικροβίων από πρωτεύοντα με διαφορετικά μεγέθη εγκεφάλου θα μπορούσε να μεταβάλει τη λειτουργία του εγκεφάλου σε ποντίκια απαλλαγμένα από μικρόβια.
Τι έδειξε η μελέτη
Η ομάδα εμφύτευσε μικροβιακές κοινότητες από 2 είδη πρωτευόντων με μεγάλο εγκέφαλο (άνθρωπο και σαϊμίρι) και από ένα είδος με μικρότερο (μακάκο) στα «germ-free» ποντίκια. Μέσα σε 8 εβδομάδες, παρατηρήθηκαν διακριτές διαφοροποιήσεις στη λειτουργική κατάσταση του εγκεφάλου των ξενιστών, ανάλογα με το είδος από το οποίο προέρχονταν τα μικρόβια.
Συγκεκριμένα, τα ποντίκια που έλαβαν μικρόβια από πρωτεύοντα με μεγάλο εγκέφαλο εμφάνισαν αυξημένη έκφραση γονιδίων που σχετίζονται με την παραγωγή ενέργειας και τη συναπτική πλαστικότητα -μια διαδικασία που συνδέεται με τη μάθηση και την προσαρμοστικότητα των νευρωνικών κυκλωμάτων. Αντίθετα, όσα έλαβαν μικρόβια από πρωτεύοντα με μικρότερο εγκέφαλο, η έκφραση γονιδίων που εμπλέκονται στις παραπάνω διεργασίες ήταν μειωμένη.
Η Δρ. Amato σημείωσε ότι «όταν συγκρίναμε τα δεδομένα γονιδιακής έκφρασης από τους εγκεφάλους των ποντικών με αντίστοιχα δεδομένα από ανθρώπους και μακάκους, εντοπίσαμε κοινά μοτίβα. Με άλλα λόγια, καταφέραμε να κάνουμε τους εγκεφάλους των ποντικών να μοιάζουν με εκείνους των πρωτευόντων, από τα οποία προήλθαν τα μικρόβια».
Πιθανή σύνδεση με νευροαναπτυξιακές διαταραχές
Παράλληλα, οι ερευνητές εντόπισαν ένα μοτίβο γονιδιακής έκφρασης που έχει συσχετιστεί με νευροαναπτυξιακές και ψυχιατρικές καταστάσεις -όπως η ΔΕΠΥ, η σχιζοφρένεια, η διπολική διαταραχή και ο αυτισμός -στα ποντίκια που είχαν αποικιστεί με μικρόβια από πρωτεύοντα με μικρότερο εγκέφαλο. Παρότι υπάρχουν ήδη ενδείξεις ότι ορισμένες από αυτές τις καταστάσεις σχετίζονται με διαφοροποιήσεις στο εντερικό μικροβίωμα, μέχρι σήμερα τα δεδομένα που να υποστηρίζουν ενεργό συμβολή του μικροβιώματος στη διαμόρφωση της εγκεφαλικής λειτουργίας ήταν περιορισμένα.
«Τα ευρήματα επιτρέπουν την υπόθεση ότι το μικροβίωμα μπορεί να συμβάλει αιτιωδώς σε ορισμένες διαταραχές, καθώς ενδέχεται να επηρεάζει τη λειτουργία του εγκεφάλου κατά την ανάπτυξη. Υπό αυτό το πρίσμα, η έκθεση του αναπτυσσόμενου εγκεφάλου σε “μη κατάλληλες” μικροβιακές κοινότητες θα μπορούσε να μεταβάλει τις αναπτυξιακές διεργασίες και ενδέχεται να σχετίζεται με την εμφάνιση συμπτωμάτων», δήλωσε η Δρ. Amato.
Όπως επισημαίνεται, τα αποτελέσματα ενδέχεται να έχουν κλινικό ενδιαφέρον, τόσο για τη διερεύνηση των βιολογικών μηχανισμών που εμπλέκονται στην ανάπτυξη (ορισμένων) ψυχολογικών/ψυχιατρικών διαταραχών όσο και για την κατανόηση της εγκεφαλικής ανάπτυξης υπό εξελικτική οπτική.
Διαβάστε επίσης
Αυτισμός: Μπορεί να τον προκαλέσει το μικροβίωμα του εντέρου; Nέα μελέτη απαντά
Ποια κοινά φάρμακα αφήνουν το «σημάδι» τους στο μικροβίωμα του εντέρου – Τι έδειξε έρευνα
