רואים את זה בפרסומות כל יום: קרמים וקרמים להפחתת קמטים, צבעים להעלמת שיער אפור ותרופות להפחתת כאבי שרירים ומפרקים. יחד עם שינויים אלה ברמת פני השטח, הזדקנות משפיעה גם על הפיזיולוגיה הפנימית של הגוף, כולל הגברת הדלקת במוח (Czirr & Wyss-Coray, 2012), ניוון ברשתית (Hoh Kam et al, 2010) וחדירות של דפנות המעי (Ma et al, 1992). תעשיות רבות נבנות במטרה להפוך את סימני ההזדקנות. אבל האם יש דרך לנטרל את השפעות ההזדקנות בגוף ברמה עמוקה יותר מאשר לצבוע את השיער? קבוצה אחת של מדענים מציעה דרך ייחודית להחזיר את השעון לאחור בהשלכות הקשורות להזדקנות במוח באמצעות העברת מיקרוביוטה צואתית (FMT; Parker et al., 2022).

FMT משתמש בעקרונות הפרביוזיס (ראה מאמר אמיתי של Knowing Neurons כאן!) להחליף מיקרוביומים של המעיים, המוגדרים כמכלול החיידקים והמיקרואורגניזמים החיים במעי הבריא (Sommer et al, 2013), בין עכברים מבוגרים לצעירים. על מנת לבדוק את ההשערה שלהם ששימוש ב-FMT כדי לשנות את המיקרוביום של המעי משנה את הדלקת במוח ובגוף, פרקר ועמיתיו השתמשו במודל עכבר עם עכברים בני 3 חודשים (עכברים צעירים) ועכברים בני 24 חודשים (עכברים מבוגרים). ). לפני תחילת הניסוי, החוקרים אספו תחילה חומר צואה כדי לקבוע את קו הבסיס למיקרוביומים של עכברים צעירים ומבוגרים. לאחר מכן, עכברים קיבלו אנטיביוטיקה למשך שלושה ימים כדי להפחית את החיידקים הנמצאים במעיים שלהם. לאחר הטיפול האנטיביוטי, החוקרים אספו דגימת צואה נוספת. בעקבות השלבים הראשונים הללו, בוצעו שני סבבים של FMT, כאשר צואה נוזלית ניתנה באף ועכברים הוכנסו לכלובים המכילים צואה בהתאם לקבוצת הניסוי שלהם. קבוצות הניסוי במחקר זה היו עכברים מבוגרים שקיבלו FMT מעכברים צעירים ועכברים צעירים שקיבלו FMT מעכברים מבוגרים, בעוד שקבוצות הביקורת היו עכברים צעירים שקיבלו FMT מעכברים צעירים אחרים או תמיסת בקרה לא צואה (נקראת עכברי ביקורת צעירים) ו עכברים מבוגרים המקבלים FMT מעכברים מבוגרים אחרים או תמיסת בקרה לא צואה (נקראת עכברי בקרה מבוגרים). לאחר FMT, צואה נאספה חמישה ימים ושבועיים לאחר מכן. עיצוב ניסוי זה אפשר לחוקרים לחקור כיצד גיל המיקרוביום של המעי משפיע על תהליכים במוח, ברשתית ובמעיים.

תקציר גרפי מ- Parker et al., 2022

... החדרת עכבר מבוגר עם מיקרוביום צעיר מבטל את התגובה החיסונית שנראית עם הגיל.

חוקרים חקרו לראשונה כיצד FMT משפיע על התגובה הדלקתית של מיקרוגליה, תאי החיסון השוכנים במוח, בקליפת המוח ובקורפוס קלוסום (צרור ענק של נוירונים המאפשר לשני הצדדים של המוח לתקשר זה עם זה) (Heneka et al, 2019 ; Erny et al, 2015). לעכברי ביקורת מבוגרים היו יותר מיקרוגליה משופעלת מאשר לעכברי ביקורת צעירים, מה שמשקף את תהליך ההזדקנות הרגיל. עם זאת, לעכברים מבוגרים עם מיקרוביומים צעירים הייתה הרבה פחות הפעלת מיקרוגליה מאשר לעכברי ביקורת מבוגרים. באופן מפתיע, תגובת המיקרוגליה הייתה די דומה למה שנצפתה בעכברי ביקורת צעירים. אותו דפוס זה הוצג גם בכיוון ההפוך, שכן לעכברים צעירים עם מיקרוביומים מבוגרים הייתה הרבה יותר הפעלת מיקרוגליה מאשר עכברי ביקורת צעירים, בדומה לרמות ההפעלה שנראו בעכברי ביקורת מבוגרים. זה מראה שגיל המיקרוביום משפיע על התגובה החיסונית במוח, ושעירוי עכבר מבוגר עם מיקרוביום צעיר מבטל את התגובה החיסונית שנראית עם הגיל. באופן דומה, הענקת מיקרוביום לעכבר צעיר מאיץ את השפעת הגיל על תאי החיסון של המוח.

המיקרוביום משפיע על תהליכים הקשורים לגיל ברשתית...

בנוסף לבדיקת המוח, החוקרים גם חקרו כיצד גיל המיקרוביום של המעי משפיע על הרשתית. באופן כללי, הוכח שבהשוואה לעכברים צעירים, עכברים מבוגרים היו בעלי דלקת מוגברת ברשתית. עם זאת, לאחר FMT, לעכברים מבוגרים עם מיקרוביומים צעירים היו רמות דלקת ברשתית דומות לאלו של עכברי ביקורת צעירים. בהתאם לממצאים במוח, גם ההפך היה נכון. לעכברים צעירים עם מיקרוביומים מבוגרים הייתה דלקת ברשתית שדמתה לעכברי ביקורת מבוגרים. המיקרוביום של המעי משפיע גם על חלק אחר של מערכת הראייה: יכולתם של קולטני הפוטו להתחדש ברשתית בעזרת חלבון RPE65, שגם הייצור שלו יורד עם הגיל (Cai et al, 2009). בעכברים מבוגרים עם מיקרוביום צעיר, הייתה כמות מוגברת של חלבון RPE65 בהשוואה לעכברי ביקורת מבוגרים. למעשה, רמות החלבון הללו היו דומות לרמות בעכברים צעירים. יתר על כן, לעכברים צעירים עם מיקרוביומים מבוגרים היו הרבה פחות RPE65 מאשר עכברי ביקורת צעירים, עם רמות חלבון דומות לרמות שנראו בעכברים מבוגרים. בסך הכל, זה מראה שהמיקרוביום משפיע על תהליכים הקשורים לגיל ברשתית, כאשר מיקרוביום צעיר מתהפך ומיקרוביום מיושן מאיץ תהליכים הקשורים להזדקנות.

איבר חשוב נוסף, המעיים, גם לא נחסך מהשפעות ההזדקנות: שכבת התאים היוצרים את דופן המעיים הופכת לדולפת עם הזמן (Cui et al, 2019; Thevaranjan et al, 2017). במהלך ההזדקנות, היציבות של דופן המעי פוחתת והופכת לחדירה יותר, מה שמאפשר לחיידקים לדלוף החוצה לפריפריה, מה שבתורו מגביר את הדלקת הכללית (Cui et al, 2019; Thevaranjan et al, 2017). במחקר זה הראו החוקרים כי גיל המיקרוביום משפיע על יציבות דפנות המעי. בעכברים מבוגרים עם מיקרוביום צעיר, המעיים היו פחות דולפים מאשר עכברי ביקורת מבוגרים. למעשה, חדירות המעי בעכברים מבוגרים עם מיקרוביום צעיר הייתה דומה לחדירות שנראתה בעכברים צעירים. לעכברים מבוגרים עם מיקרוביום צעירים היו גם רמות של דלקת ועדויות לחיידקים בדם הדומים לעכברים צעירים. שוב, המעיים של עכברים צעירים עם מיקרוביום מבוגרים התנהגו בדומה לעכברים מבוגרים עם מיקרוביום מבוגר בכך שהם בעלי מעי דולף יותר ויותר דלקת מאשר עכברים צעירים עם מיקרוביום צעיר. תוצאות אלו תומכות בהשערה שמיקרוביומים מיושנים תורמים לעלייה בחדירות המעיים, מה שמקל על עלייה בדלקת בכך שהיא מאפשרת לחיידקים לדלוף לזרם הדם. חשוב לציין, החדרת מיקרוביום צעיר דרך FMT הופכת את ההשפעות הקשורות לגיל.

… גיל המיקרוביום של המעי משפיע על תפקודי המוח, הרשתית והמעי.

תוצאות המחקר מראות שגיל המיקרוביום של המעי משפיע על תפקודי המוח, הרשתית והמעי. אבל במה נבדלים מיקרוביומים צעירים ומבוגרים זה מזה? כדי לענות על שאלה זו, החוקרים רצפו את ה-DNA של המיקרוביום שנמצא בדגימות הצואה שנאספו במהלך הניסוי. למיקרוביום הצעיר והמבוגר כבר היו מרכיבים גנטיים שונים לפני התרחשות FMT, אך FMT שינה משמעותית את ההרכב הגנטי של שני המיקרוביום. לעכברים צעירים עם מיקרוביום מבוגר היה הרכב דומה מאוד לעכברי ביקורת מבוגרים, בעוד שההרכב הגנטי בעכברים מבוגרים עם מיקרוביום צעיר היה שונה מעכברי ביקורת מבוגרים וגם שונה מעכברים צעירים עם מיקרוביום צעיר - הם היו איפשהו באמצע. לעכברי ביקורת מבוגרים ועכברים צעירים עם מיקרוביומים מבוגרים היו חיידקים בעיקר מה- Oscillibacter ו Prevotella סוּג, פירמות פילום, ו לקטובצילוס ג'ונסוני מינים, בעוד לעכברי שליטה צעירים ועכברים מבוגרים עם מיקרוביומים צעירים היו חיידקים בעיקר מה- Bifidobacterium, אקרמנסיה, Parabacteroides, Clostridium, ו אנטוקוקוקוס קבוצות. כאשר חקרו את הגורם הפוטנציאלי לשינויים הקשורים לגיל, החוקרים מצאו שמסלולים המעורבים בייצור שומנים וויטמינים (המסתמכים על מטבוליטים המיוצרים על ידי חיידקים), היו שונים בין מיקרוביום מבוגר לצעיר. יש חיסרון אחד לתצפית זו - השינויים בשפע של סוגים שונים של חיידקים ותפקודם הפוטנציאלי במעיים לא נמשכו זמן רב, מכיוון שלא היו הבדלים גדולים בין הרכב המיקרוביום שבועיים לאחר FMT.

בסך הכל, מחקר זה הראה שהמיקרוביום של המעי משפיע על תהליכים הקשורים לגיל במוח, בעין ובמעיים. מיקרוביום מיושן, ללא תלות בגילו של העכבר המקבל, הובילו ליותר דלקות במוח, ברשתית ובמעיים, פחות פוטנציאל התחדשות בקולטני הפוטו ברשתית, ויותר חיידקים שדלפו החוצה מהמעיים. מצד שני, החדרת מיקרוביומים צעירים לעכברים מבוגרים הפכה את השפעות ההזדקנות הללו. ייתכן שהסיבה לכך היא ההבדלים בהרכב החיידקים של מיקרוביומים מבוגרים וצעירים, ומההשפעה שעשויות להיות לשינויים הללו על המסלולים האחראים לייצור שומנים וויטמינים. שאלה אחת שלא טופלה במחקר זה הייתה כיצד גיל המיקרוביום משפיע על ביצועים קוגניטיביים, שכן לא עכברי ביקורת ולא עכברי FMT התנהגו אחרת במבחני זיכרון התנהגותי. מחקר עתידי צריך להתמקד גם בשאלה זו מכיוון שידוע כי קוגניציה וזיכרון פוחתים עם הגיל, והבנת תפקידו של המיקרוביום בירידה קוגניטיבית הקשורה לגיל יכולה לספק תובנה חשובה לגבי היסודות הביולוגיים האפשריים. כיוון נוסף ששאלות מחקר עתידיות צריכות ללכת אליו יהיה השפעת התזונה על הרכב המיקרוביום של המעי. מחקרים קודמים הראו שדיאטות שונות משנות את סוגי החיידקים במעיים הן בטווח הקצר (David et al., 2014) והן בטווח הארוך (Wu et al., 2011). אם שינויים בתזונה יכולים לשנות את הרכב המיקרוביום של המעי, מה אם זה יכול להפחית את סימני ההזדקנות הללו גם במוח, ברשתית ובמעיים?

אם שינויים בתזונה יכולים לשנות את הרכב המיקרוביום של המעי, מה אם זה יכול להפחית את סימני ההזדקנות הללו גם במוח, ברשתית ובמעיים?

אודות הסופרים

נכתב על ידי הולי קורטהס, מאויר על ידי פדריקה רגוזו, נערך על ידי יוהנה פופ, שרה ווייד, ו לורן וגנר

הפניות

Cai, X., Conley, SM, & Naash, MI (2009). RPE65: תפקיד במחזור הראייה, מחלת רשתית אנושית וטיפול גנטי. גנטיקה של עיניים, 30(2), 57-62. https://doi.org/10.1080/13816810802626399

Cui, H., Tang, D., Garside, GB, Zeng, T., Wang, Y., Tao, Z., Zhang, L., & Tao, S. (2019). איתות Wnt מתווך את ליקוי הדיפרנציאציה הנגרמת על ידי הזדקנות של תאי גזע מעיים. סקירות ודוחות של תאי גזע, 15(3), 448-455. https://doi.org/10.1007/s12015-019-09880-9

Czirr, E., & Wyss-Coray, T. (2012). האימונולוגיה של ניוון עצבי. כתב העת לחקירה קלינית, 122(4), 1156-1163. https://doi.org/10.1172/JCI58656

דיוויד, ל., מוריס, סי, קארמודי, ר. et al. תזונה משנה במהירות ובאופן שחזור את המיקרוביום של המעי האנושי. טבע 505, 559-563 (2014). https://doi-org.proxy.library.georgetown.edu/10.1038/nature12820

ארני, ד', הרב? de Angelis, AL, Jaitin, D., Wieghofer, P., Staszewski, O., David, E., Keren-Shaul, H., Mahlakoiv, T., Jakobshagen, K., Buch, T., Schwierzeck, V. ., Utermöhlen, O., Chun, E., Garrett, WS, McCoy, KD, Diefenbach, A., Staeheli, P., Stecher, B., Amit, I., & Prinz, M. (2015). מיקרוביוטה מארח שולטת כל הזמן בהבשלה ובתפקוד של מיקרוגליה ב-CNS. Nature Neuroscience, 18(7), 965-977. https://doi.org/10.1038/nn.4030

הנקה MT (2019). מיקרוגליה תופסות את השלב המרכזי במחלות ניווניות. ביקורות טבע. תוֹרַת הַחִסוּן, 19(2), 79-80. https://doi.org/10.1038/s41577-018-0112-5

Hoh Kam, J., Lenassi, E., & Jeffery, G. (2010). צפייה בעיניים מזדקנות: אתרים מגוונים של הצטברות עמילואיד בטא ברשתית העכבר המזדקנת וויסות-על של מקרופאגים. פלוס אחד, 5(10), e13127. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0013127

Ma, TY, Hollander, D., Dadufalza, V., & Krugliak, P. (1992). השפעת ההזדקנות והגבלה קלורית על חדירות המעי. גרונטולוגיה ניסיונית, 27(3), 321-333. https://doi.org/10.1016/0531-5565(92)90059-9

Parker, A., Romano, S., Ansorge, R., Aboelnour, A., Le Gall, G., Savva, GM, Pontifex, MG, Telatin, A., Baker, D., Jones, E., Vauzour. , D., Rudder, S., Blackshaw, LA, Jeffery, G., & Carding, SR (2022). העברת מיקרוביוטה צואה בין עכברים צעירים ומבוגרים הופכת את סימני ההיכר של המעיים, העין והמוח המזדקנים. מיקרוביום, 10(1), 68.
https://doi.org/10.1186/s40168-022-01243-w

Sommer, F., & Bäckhed, F. (2013). מיקרוביוטת המעיים - מאסטרים בפיתוח מארח ופיזיולוגיה. ביקורות טבע. מִיקרוֹבִּיוֹלוֹגִיָה, 11(4), 227-238. https://doi.org/10.1038/nrmicro2974

Thevaranjan, N., Puchta, A., Schulz, C., Naidoo, A., Szamosi, JC, Verschoor, CP, Loukov, D., Schenck, LP, Jury, J., Foley, KP, Schertzer, JD, Larché, MJ, Davidson, DJ, Verdú, EF, Surette, MG, & Bowdish, DME (2017). דיסביוזיס מיקרוביאלית הקשורה לגיל מעודדת חדירות מעיים, דלקת מערכתית וחוסר תפקוד מקרופאג. מארח תא ומיקרוב, 21(4), 455–466.ה4. https://doi.org/10.1016/j.chom.2017.03.002

Wu, GD, Chen, J., Hoffmann, C., Bittinger, K., Chen, YY, Keilbaugh, SA, Bewtra, M., Knights, D., Walters, WA, Knight, R., Sinha, R. , Gilroy, E., Gupta, K., Baldassano, R., Nessel, L., Li, H., Bushman, FD, & Lewis, JD (2011). קישור דפוסי תזונה ארוכי טווח עם אנטרוטיפים מיקרוביאליים במעיים. מדע (ניו יורק, ניו יורק), 334(6052), 105-108. https://doi-org.proxy.library.georgetown.edu/10.1126/science.1208344

מאמר זה הופיע במקור הכרת נוירונים