Bağırsak mikrobiyomu yaşlanmanın sırlarını açığa çıkarabilir mi?
Yeni bir çalışma, yaşlı farelerin bağırsak mikrobiyotasının genç farelerde nöral büyümeyi nasıl desteklediğini ve gelecekteki tedavilerde umut verici gelişmelere yol açtığını göstermiştir.
Singapur'daki Nanyang Teknoloji Üniversitesi'nde (NTU) bulunan araştırma grubu, yaşlı farelerin bağırsak mikrobiyotasını daha az gelişmiş bağırsak faunasına sahip genç farelerin bağırsaklarına aktardı.
Bu, beyinde nörojenezin (nöron büyümesi) artmasına ve yaşlanmanın değişmesine neden oldu, bu da bakteriler ve konakçıları arasındaki simbiyotik ilişkinin sağlık için önemli faydaları olabileceğini düşündürdü.
Son 20 yılda, konakçı ile içinde veya üzerinde yaşayan bakteriler arasındaki ilişkiye yönelik araştırma miktarında önemli bir artış görüldü. Bu çalışmaların sonuçları beslenme, metabolizma ve davranışta bu ilişkide önemli bir rol oluşturmuştur.
Tıp topluluğu, bu son sonuçların, yaşlanma sürecini yavaşlatmaya yardımcı olmak için gıda bazlı tedavinin geliştirilmesine yol açabileceğini umuyor.
Bu çalışmada, araştırma ekibi yaşlanan bir konağın bağırsak mikrobiyotasının fonksiyonel özelliklerini ortaya çıkarmaya çalıştı. Araştırmacılar, bağırsak mikrobiyotasını yaşlı veya genç farelerden genç, mikropsuz fare alıcılarına nakletti.
Bulgular dergide yer alıyor Bilim Çeviri Tıbbı.
Araştırma neleri içeriyordu?
Bağırsak mikrobiyomu, konakçı yaşlandıkça değişir ve nasıl geliştiğini araştırmak için araştırma ekibi, 24 aylık farelerden bağırsak mikrobiyomunu 6 haftalık, mikropsuz farelere nakletti.
NTU Lee Kong Chian Tıp Fakültesi'nden Profesör Sven Pettersson ekibi yönetti.
8 hafta sonra, Prof. Pettersson ve meslektaşları farelerin beyninde artan bağırsak büyümesi ve artmış nörojenez gözlemledi.
Ekip, deneyi kontrol etmek için genç farelerin bağırsak mikrobiyomunu aynı yaştaki mikropsuz farelere aktardı. Araştırmacılar, bağırsak mikrobiyomunu yaşlı farelerden alan farelerde gördüklerinin aynısını gözlemlemediler.
Ekip ayrıca kemirgenler üzerinde moleküler analiz yaptı ve artmış bütirat seviyelerine sahip olduklarını buldu. Butirat, bağırsak mikroplarının ürettiği kısa zincirli bir yağ asididir.
Butirat sağlık için faydalıdır ve iltihaplı bağırsak hastalığı, kolorektal kanser, obezite ve diyabet gibi hastalıklara karşı koruma sağlayabilir.
Bazı bağırsak mikroplarının zenginleşmesi ve kolondaki diyet liflerinin artan bakteriyel fermantasyonu, bu artan bütirat seviyelerine yol açtı. Buna karşılık, artan bütirat seviyeleri, uzun ömürlülük hormonu FGF21'in üretimini uyarmıştır.
FGF21, metabolizmanın düzenlenmesinde önemli rol oynayan bir fibroblast büyüme faktörüdür. Artan FGF21 seviyeleri ayrıca artmış AMPK ve SIRT-1 aktivitesi ve azalmış mTOR sinyali ile ilişkilendirilmiştir.
Bu önemlidir çünkü artan AMPK, hücresel metabolizma sırasında kısa zincirli yağ asitlerinin alımının artmasına neden olur. SIRT-1 ayrıca homeostazı düzenler ve çeşitli insan hastalıklarına karşı koruma sağlayabilir.
Azaltılmış mTOR, insan kanserlerine ve çeşitli iltihaplı hastalıklara karşı koruma sağlayabilir.
Araştırmacılar, bağırsak mikrobiyom nakillerinin farelerin sindirim yolları üzerindeki etkisini keşfetmeye devam ettiler.
Bağırsak dokusunun normal yaşlanması bağırsak hücrelerinin canlılığını azaltır. Bu, artan hücre hasarına ve ölüme yol açabilen azaltılmış mukus üretimi ile ilişkilere sahiptir.
Araştırmacılar, yaşlı farelerin mikrobiyomunu daha genç farelere nakletmenin, bağırsak duvarını oluşturan küçük yapılar olan villusun uzunluğunda ve genişliğinde bir artışa yol açtığını buldular.
Mikrobiyomu yaşlı farelerden alan fareler, mikrobiyomu diğer genç farelerden alan kontrol grubuna göre daha uzun bir kolona ve daha uzun bir ince bağırsağa sahipti.
Araştırmacılar ayrıca genç mikropsuz farelere bütirat verdiler ve bunun nörojenez ve bağırsak büyümesinde benzer artışlara yol açtığını gözlemlediler.
Bu sonuçlar nasıl alındı?
Dünyanın dört bir yanından bilim adamları bu sonuçlara tepki gösterdi. Almanya'daki Max Planck Yaşlanma Biyolojisi Enstitüsü grup lideri Dr. Dario Riccardo Valenzano, "Bu sonuçlar heyecan verici ve hem yaşlanmanın biyolojisi hem de mikrobiyom araştırmaları için birkaç yeni açık soru ortaya çıkarıyor" diyor.
Dr. Valenzano, bu sorulardan bazılarının şunları içerdiğini söylüyor: “Farelerin yaşamı boyunca bütirat üreten mikropların aktif bir şekilde edinilip elde edilmediğini ve aşırı yaşlanmanın bu temel mikrobiyal topluluğun kaybına yol açıp açmayacağını ve bunun sonunda disbiyoz ve yaştan sorumlu olabilir. ilgili işlev bozuklukları. "
Ayrıca, Singapur Ulusal Üniversitesi Sağlıklı Yaşlanma Merkezi Direktörü Profesör Brian Kennedy, "Yaşlı bir hayvanın mikrobiyomunun genç bir alıcıda genç fenotipleri teşvik edebilmesi ilgi çekicidir" diyor.
"Bu, yaşlanmayla birlikte mikrobiyotanın, konağın biriken eksikliklerini telafi edecek şekilde değiştirildiğini ve genç bir hayvandan gelen mikrobiyomun genç bir konakçı üzerinde daha fazla veya daha az etkiye sahip olup olmayacağı sorusuna yol açtığını gösteriyor."
"Bulgular, yaşlanma sırasında mikrobiyom ve konakçı arasındaki ilişkiye dair anlayışımızı ilerletiyor ve sağlıklı uzun ömürlülüğü desteklemek için mikrobiyomla ilgili müdahalelerin geliştirilmesine zemin hazırlıyor."
Prof. Brian Kennedy
Gelecekteki tedaviler için çıkarımlar
Bu sonuçlar, nörojeneratif bozukluklar gibi yaşlanmayla ilişkili hastalıkların tedavisinde gelecekteki ilerleme için oldukça ümit vericidir.
Bağırsak mikrobiyotasının ve dinamiklerinin bileşiminin yaşa duyarlı olduğunu ve yaşamın erken dönemlerinde mikrobiyal ipuçlarına verilen yanıtın, sonraki yaşamdakinden önemli ölçüde farklı olduğunu öne sürüyorlar.
Sonuçlar, metabolik homeostazı olan eski konakçıların bağırsak mikrobiyotasının konakçı sağlığını destekleyebileceğini ima etmektedir. Bunun tersine, tip 2 diyabetli yetişkinlerde bağırsak mikrobiyomu iltihaplanma yollarını tetikleyebilir.
Bu çalışmanın sınırlamaları, mikrobiyomların, burada sunulanlar gibi kontrollü deneyler altında bile çalışma süresince değişebileceği gerçeğini içerir.
Diğer mikrobiyal metabolitlerin ve hücresel yolların oynayacağı bir role sahip olması da mümkündür, ancak araştırmacılar bu çalışmada bunları araştırmadı.
