Μεταμόσχευση κοπράνων αναζωογόνησε τον εγκέφαλο σε γερασμένα ποντίκια
Επιστημονική έρευνα αποκαλύπτει ότι η μεταμόσχευση εντερικού μικροβιώματος από νεαρά σε μεγαλύτερα ποντίκια μπορεί να «αναζωογονήσει» την εγκεφαλική τους λειτουργία, ενισχύοντας τη νευροπλαστικότητα και ανοίγοντας νέες προοπτικές για την αντιμετώπιση νευρολογικών παθήσεων και της γήρανσης του εγκεφάλου.
Ηλικιωμένα ποντίκια που έλαβαν μεταμόσχευση μικροβιώματος κοπράνων (FMT) από νεότερα ζώα εμφάνισαν βελτιωμένη εγκεφαλική πλαστικότητα, κάτι που υποδηλώνει ότι ο εγκέφαλός τους μπόρεσε να ξεπεράσει μια νευρολογική κατάσταση που συνήθως αντιμετωπίζεται επιτυχώς μόνο στην παιδική ηλικία.
Μια μεταμόσχευση μικροβιώματος κοπράνων (FMT) θα μπορούσε να κάνει έναν γερασμένο εγκέφαλο εξίσου προσαρμοστικό με έναν νεανικό. Το εντερικό μας μικροβίωμα έχει συνδεθεί με τον κίνδυνο κατάθλιψης και μπορεί ακόμa και να παίζει ρόλο στη διαμόρφωση της προσωπικότητάς μας. Όμως για πρώτη φορά, μια μελέτη έδειξε ότι ηλικιωμένα ποντίκια που έλαβαν το μικροβίωμα εντέρου νεότερων ζώων μέσω FMT εμφάνισαν αυξημένη εγκεφαλική πλαστικότητα. Αυτό υποδηλώνει ότι θα μπορούσαν να ξεπεράσουν μια κατάσταση παρόμοια με την αμβλυωπία, γνωστή και ως «τεμπέλικο μάτι», η οποία συνήθως θεραπεύεται επιτυχώς μόνο στην παιδική ηλικία.
«Αυτή η μελέτη υποδηλώνει ότι οι μικροβιακές κοινότητες μπορεί να βοηθούν στη ρύθμιση των κρίσιμων περιόδων της ανάπτυξης του εγκεφάλου, καθορίζοντας πότε ανοίγουν και κλείνουν τα αναπτυξιακά παράθυρα αυξημένης πλαστικότητας», λέει η Πάρισα Γκαζεράνι από το Oslo Metropolitan University στη Νορβηγία, η οποία δεν συμμετείχε στην έρευνα. «Υποδηλώνει ότι το μικροβίωμα του εντέρου μπορεί να είναι ένας ενεργός αναπτυξιακός συνεργάτης που βοηθά στη διαμόρφωση της ωρίμανσης των νευρωνικών κυκλωμάτων μαζί με τις αισθητηριακές εμπειρίες, την ανοσολογική δραστηριότητα και τη γενετική προγραμματισμό.»
Η νευροπλαστικότητα, η ικανότητα του εγκεφάλου να αναδιαμορφώνεται, σημαίνει ότι καταστάσεις όπως η αμβλυωπία μπορούν να αντιμετωπιστούν στα παιδιά με προσωρινή κάλυψη του ισχυρότερου ματιού. Αυτό αναγκάζει τον εγκέφαλο να δημιουργήσει νέες συνδέσεις με το πιο αδύναμο μάτι, βελτιώνοντας τη συνολική όραση. Όμως η πλαστικότητα κορυφώνεται σε μικρή ηλικία και μειώνεται καθώς ο εγκέφαλος «κλαδεύει» τις αχρησιμοποίητες συνδέσεις στην εφηβεία.
Η Πάολα Τογνίνι από τη Σχολή Προηγμένων Σπουδών Sant’Anna στην Πίζα της Ιταλίας και οι συνεργάτες της θέλησαν να δουν αν το εντερικό μικροβίωμα εμπλέκεται σε αυτό και αν μπορεί να τροποποιηθεί ώστε να ενισχύσει την εγκεφαλική πλαστικότητα στην ενήλικη ζωή. Πρώτα, έδωσαν σε ποντίκια ηλικίας 21 ημερών υψηλή δόση ευρέος φάσματος αντιβιοτικών διαλυμένων στο νερό καθημερινά για 10 ημέρες και διαπίστωσαν σημαντικές αλλαγές στο εντερικό τους μικροβίωμα σε σύγκριση με ομάδα ελέγχου που είχε απλό νερό. Αυτό περιλάμβανε μειωμένα επίπεδα βακτηριακών οικογενειών όπως τα Lachnospiraceae, που εμπλέκονται στην παραγωγή λιπαρών οξέων βραχείας αλυσίδας με νευροπροστατευτικές ιδιότητες. Κάθε ποντίκι στη συνέχεια είχε το ένα μάτι κλειστό για τρεις ημέρες. Μετά από αυτό, όταν οι ερευνητές απεικόνισαν τις νευρικές αποκρίσεις στη διέγερση κάθε ματιού, διαπίστωσαν ότι μόνο τα ποντίκια της ομάδας ελέγχου εμφάνισαν ενδείξεις νευροπλαστικότητας, με τον εγκέφαλό τους να ανταποκρίνεται περισσότερο στη διέγερση του ματιού που είχε παραμείνει ανοιχτό.
Για να διερευνήσουν τι μπορεί να κρύβεται πίσω από την αλλαγή, η ομάδα έκανε αλληλούχηση RNA για να δει ποια γονίδια ενεργοποιήθηκαν στον οπτικό φλοιό των ποντικών. «Βρήκαμε δραματικές μεταβολές στα ζώα που έλαβαν το κοκτέιλ αντιβιοτικών», λέει η Τογνίνι. Πάνω από 1000 γονίδια εκφράζονταν διαφορετικά σε αυτά τα ποντίκια σε σχέση με τα ποντίκια ελέγχου. Αυτά περιλάμβαναν γονίδια που σχετίζονται με τη μυελίνωση, τη διαδικασία κατά την οποία τα νεύρα καλύπτονται από προστατευτική θήκη, και τη διαπερατότητα του αιματοεγκεφαλικού φραγμού.
Τέλος, η ομάδα μετέφερε το μικροβίωμα κοπράνων ποντικών ηλικίας περίπου 30 ημερών σε ενήλικα ποντίκια 4 μηνών, ενώ μια ομάδα ελέγχου έλαβε μεταμοσχεύσεις από άλλα ενήλικα ζώα. Μόνο οι εγκέφαλοι των ποντικών που έλαβαν το νεανικό μικροβίωμα έδειξαν νευροπλαστικότητα ως απόκριση στο πείραμα κλεισίματος ματιού.
Αν το ίδιο ισχύει και στους ανθρώπους, οι επιπτώσεις θα μπορούσαν να είναι τεράστιες, λέει η Χαριέτ Σέλεκενς από το University College Cork στην Ιρλανδία. «Θα σήμαινε ότι το μικροβίωμα δεν είναι σημαντικό μόνο για την πρώιμη ανάπτυξη του εγκεφάλου, αλλά μπορεί επίσης να στοχευθεί αργότερα στη ζωή για να ενισχύσει τη μάθηση, την ανάρρωση μετά από τραυματισμό ή την ανθεκτικότητα στη γήρανση και τις νευρολογικές ασθένειες», λέει. «Η πρόκληση θα είναι να εντοπιστούν τα συγκεκριμένα μικροβιακά μεταβολικά προϊόντα ή στελέχη που ευθύνονται, αντί να βασιζόμαστε σε ακατέργαστες μεταμοσχεύσεις μικροβιώματος.»
Ωστόσο, η άμεση εξαγωγή συμπερασμάτων για τους ανθρώπους είναι πρόωρη, λέει η Γκαζεράνι, κυρίως επειδή ο εγκέφαλός μας είναι πιο πολύπλοκος και το μικροβίωμά μας επηρεάζεται έντονα από τη διατροφή και τον τρόπο ζωής.
Η μελέτη θέτει επίσης ερωτήματα για τις πιθανές μακροπρόθεσμες επιπτώσεις της πρώιμης χρήσης αντιβιοτικών, λέει η Γκαζεράνι, ιδιαίτερα αν η δόση είναι υψηλή και παρατεταμένη. «Παρόλο που τα αντιβιοτικά σώζουν ζωές και δεν πρέπει ποτέ να αποφεύγονται όταν είναι ιατρικά απαραίτητα, αυτά τα ευρήματα ενισχύουν τη σημασία της συνετής χρήσης τους κατά τη διάρκεια κρίσιμων αναπτυξιακών περιόδων», λέει.
Πηγή newscientist
