يؤثر دسباقتريوز في ذكور الفئران على صحة النسل ونمو المشيمة

الميكروبات المعوية هي المجتمع الميكروبي الذي يحتل الجهاز الهضمي. وهو مسؤول عن إنتاج الإنزيمات والمستقلبات والجزيئات الأخرى الضرورية لعملية التمثيل الغذائي للمضيف والاستجابة للبيئة.

وبالتالي، فإن وجود ميكروبات الأمعاء المتوازنة مهم لصحة الثدييات بعدة طرق، مثل المساعدة في تنظيم جهاز المناعة والغدد الصماء. وهذا بدوره يؤثر على فسيولوجيا الأنسجة في جميع أنحاء الجسم. ومع ذلك، لم يُعرف سوى القليل عن تأثير الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء على تكاثر المضيف، وما إذا كانت الكائنات الحية الدقيقة المتغيرة في الأب يمكن أن تؤثر على لياقة نسله.

شرعت مجموعة Hackett في EMBL Rome، بالتعاون مع مجموعتي Bork وZimmermann في EMBL Heidelberg، في الإجابة على هذا السؤال، مع نشر نتائجها الآن في المجلة. طبيعة. وأظهر العلماء أن تعطيل الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء لدى الفئران الذكور يزيد من احتمال ولادة نسلها بوزن منخفض، وأكثر عرضة للوفاة قبل الأوان. تم توضيح هذه النتائج في هذه الرسوم المتحركة.

ما ينتقل إلى الجيل القادم

ولدراسة تأثيرات الميكروبات المعوية على تكاثر الذكور ونسلهم، قام الباحثون بتعديل تركيبة الميكروبات المعوية لدى ذكور الفئران عن طريق معالجتها بالمضادات الحيوية الشائعة التي لا تدخل مجرى الدم. وهذا يؤدي إلى حالة تسمى ديسبيوسيس، حيث يصبح النظام البيئي الميكروبي في الأمعاء غير متوازن.

ثم قام العلماء بتحليل التغيرات في تكوين مستقلبات الخصية الهامة. ووجدوا أن خلل العسر الحيوي في ذكور الفئران يؤثر على فسيولوجيا الخصيتين، بالإضافة إلى تكوين المستقلبات والإشارات الهرمونية. تم التوسط في جزء على الأقل من هذا التأثير من خلال التغيرات في مستويات هرمون اللبتين الرئيسي في الدم والخصيتين لدى الذكور المصابين بديسبيوسيس المستحث. تشير هذه الملاحظات إلى أنه في الثدييات، يوجد “محور القناة الهضمية” كحلقة وصل مهمة بين الأمعاء، وميكروباتها، والخط الجرثومي.

ولفهم أهمية محور “الخط الجرثومي المعوي” هذا بالنسبة للصفات الموروثة عن طريق النسل، قام العلماء بتزاوج الذكور غير المعالجين أو الذين يعانون من خلل حيوي مع إناث غير معالجة. أظهرت صغار الفئران التي أنجبها آباء ديسبيوتيك انخفاضًا ملحوظًا في أوزان المواليد وزيادة معدل الوفيات بعد الولادة. مجموعات مختلفة من المضادات الحيوية وكذلك العلاجات بالمسهلات المسببة للديسبيوسيس (والتي تعطل أيضًا الكائنات الحية الدقيقة) أثرت على النسل بالمثل.

والأهم من ذلك أن هذا التأثير قابل للعكس. بمجرد سحب المضادات الحيوية، تتعافى الكائنات الحية الدقيقة الأبوية. عندما تم تزاوج الفئران ذات الميكروبات الحيوية المستعادة مع إناث غير معالجة، وُلدت ذريتها بوزن طبيعي عند الولادة وتطورت بشكل طبيعي أيضًا.

وقال بير بورك، مدير EMBL هايدلبرغ، الذي شارك في الدراسة: “لقد لاحظنا أن التأثيرات بين الأجيال تختفي بمجرد استعادة الكائنات الحية الدقيقة الطبيعية. وهذا يعني أن أي تغيير في الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء قادر على إحداث تأثيرات بين الأجيال يمكن منعه لدى الآباء المحتملين”. “ستكون الخطوة التالية هي أن نفهم بالتفصيل كيف يمكن للعوامل البيئية المختلفة مثل الأدوية الطبية بما في ذلك المضادات الحيوية أن تؤثر على سلالة الأب وبالتالي على التطور الجنيني.” وأضافت أييل دينبوبا، المؤلفة الأولى للنشرة وباحثة ما بعد الدكتوراه السابقة في مجموعة هاكيت، وهي الآن قائدة المجموعة في معهد ماكس بلانك لعلم المناعة وعلم الوراثة اللاجينية في فرايبورغ بألمانيا: “نشأت الدراسة لفهم التأثيرات البيئية على الآباء من خلال النظر في الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء باعتبارها العلاقة بين التفاعلات بين البيئة المضيفة، وبالتالي إنشاء نموذج سبب كاف لتقييم المخاطر الصحية بين الأجيال في النظم البيئية المعقدة.”

التأثير الأبوي على خطر الإصابة بأمراض الحمل

وفي عملهم، اكتشف هاكيت وزملاؤه أيضًا أن عيوب المشيمة، بما في ذلك ضعف الأوعية الدموية وانخفاض النمو، تحدث بشكل متكرر أكثر في حالات الحمل التي تنطوي على خلل حيوي لدى الذكور. أظهرت المشيمة المعيبة السمات المميزة لمضاعفات الحمل الشائعة لدى البشر والتي تسمى تسمم الحمل، والتي تؤدي إلى ضعف نمو النسل وهي عامل خطر لتطوير مجموعة واسعة من الأمراض الشائعة في وقت لاحق من الحياة.

توضح دراستنا وجود قناة اتصال بين ميكروبات الأمعاء والجهاز التناسلي في الثدييات. علاوة على ذلك، فإن العوامل البيئية التي تعطل هذه الإشارات لدى الآباء المحتملين تزيد من خطر حدوث أضرار صحية لدى الأبناء، من خلال تغيير نمو المشيمة. وهذا يعني أنه في الفئران، يمكن لبيئة الأب قبل الحمل مباشرة أن تؤثر على سمات النسل بشكل مستقل عن الميراث الجيني.

جيمي هاكيت، منسق المشروع البحثي ورئيس مجموعة EMBL روما

“وفي الوقت نفسه، نجد أن التأثير يمتد لجيل واحد فقط، ويجب أن أوضح أن هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات للتحقيق في مدى انتشار هذه التأثيرات وما إذا كانت لها صلة بالبشر. هناك اختلافات جوهرية يجب أخذها في الاعتبار عند الترجمة النتائج من نماذج الفئران إلى البشر.” وتابع هاكيت: “ولكن نظرًا للانتشار الواسع النطاق للممارسات الغذائية والمضادات الحيوية في الثقافة الغربية المعروفة بتعطيل الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء، فمن المهم النظر في التأثيرات المتوارثة بين الأجيال من الأب بعناية أكبر – وكيف يمكن أن تؤثر على نتائج الحمل ومخاطر الأمراض السكانية. “