Dodano: 11 sierpień 2021r.

Przeszczep mikroflory jelitowej ma potencjał do odwracania procesu starzenia się mózgu

Bakterie jelitowe odgrywają ogromną rolę w utrzymaniu naszego organizmu w zdrowiu. Mają też potencjał do odwracania niektórych aspektów związanych z pogorszeniem się pracy mózgu, do której dochodzi wraz z wiekiem, co dowiedli w niedawnych badaniach na gryzoniach irlandzcy naukowcy. Pokazali oni, w jaki sposób przeszczepienie mikroflory jelitowej od młodych do starych myszy pomogło spowolnić starzenie się mózgu i związane z tym problemy poznawcze.

Przeszczep mikroflory jelitowej ma potencjał do odwracania procesu starzenia się mózgu

 

W miarę starzenia się naszej populacji jednym z kluczowych globalnych wyzwań jest opracowanie strategii utrzymania zdrowego funkcjonowania mózgu. Nowe badania otwierają potencjalnie nowe możliwości terapeutyczne. Chodzi o interwencje opartą na mikroorganizmach, które spowalniają starzenie się mózgu i związane z tym problemy poznawcze.

W miarę postępowania procesu starzenia się nasze mózgi zwalniają. W podeszłym wieku ludzie mogą zapominać, gdzie położyli okulary lub mieć problemy z przyswojeniem nowych umiejętności. Nową nadzieję niosą eksperymenty na myszach, których wyniki ukazały się na łamach pisma „Nature Aging” (DOI: 10.1038/s43587-021-00093-9). Pokazują, że niektóre z problemów poznawczych związanych z wiekiem można odwrócić. Okazuje się, że przeszczep drobnoustrojów jelitowych od młodych do starych myszy może cofnąć zegar starzejącego się mózgu.

Drobnoustroje żyjące w naszych jelitach

Powoli zdajemy sobie sprawę ze znaczenia, jakie biliony bakterii zamieszkujących nasze jelita ma w regulacji zdrowia i chorób. Drobnoustroje te wpływają na wszystko, od codziennego nastroju po ogólny stan zdrowia. Ale mikrobiom jelitowy zmienia się wraz z biegiem naszego życia. W 2012 roku badania przeprowadzone przez uczonych z University College Cork wykazały, że różnorodność mikrobiomu była powiązana z wynikami zdrowotnymi w późniejszym życiu.

Pięć lat później ten sam zespół badaczy wykazał, że proces starzenia się wywołuje zmiany w mikrobiomie jelitowym oraz w układzie odpornościowym i jest związany z pogorszeniem funkcji poznawczych oraz ze stanami lękowymi. Jednak to badanie, podobnie jak wiele innych w tej dziedzinie, wykazało jedynie związek między starzeniem się a tymi czynnikami. Nie dowodziło, że jedno spowodowało drugie.

Dalsze badania wykazały, że dieta ukierunkowana na mikrobiotę wzbogacona inuliną (prebiotyk odżywiający korzystne bakterie w jelitach) może zmniejszyć skutki starzenia się mózgów myszy w średnim wieku. Jednak nadal nie było jasne, czy to drobnoustroje spowodowały spowolnienie starzenia się mózgu.

W nowych badaniach uczeni z University College Cork oraz z laboratorium Brain-Gut-Microbiota firmy APC Microbiome Ireland wykazali, że pobierając mikrobiom od młodych myszy i przeszczepiając go ich starszym towarzyszom, można odwrócić wiele skutków procesu starzenia się mózgu i układu odpornościowego.

- Poprzednie badania opublikowane przez APC i inne grupy na całym świecie wykazały, że mikrobiom jelitowy odgrywa kluczową rolę w procesie starzenia. Nowe badania mogą zmienić zasady gry, ponieważ ustaliliśmy, że mikrobiom można wykorzystać do odwrócenia degradacji mózgu związanej z wiekiem. Widzimy również dowody na poprawę zdolności uczenia się i funkcji poznawczych – powiedział prof. John F. Cryan, który kierował pracami zespołu. Uczony dodał, że przeprowadzone badania „to dopiero początek i potrzeba znacznie więcej pracy, aby zobaczyć, jak te odkrycia można przełożyć na ludzi”.

Jak cofnąć zegar starzejącego się mózgu?

Naukowcy pobrali próbki kału od 3-4-miesięcznych myszy, odpowiednika młodych dorosłych, i przeszczepili je 20-miesięcznym zwierzętom – seniorom według mysich standardów. Naukowcy podawali starym myszom mikroflorę kałową za pomocą sondy dwa razy w tygodniu przez osiem tygodni. W grupie kontrolnej starsze myszy otrzymały przeszczepy od swoich rówieśników.

Pierwszą rzeczą, jaką zespół zauważył, było to, że mikrobiomy jelitowe starych myszy, którym podano drobnoustroje młodszych kolegów, zaczęły przypominać te u młodych gryzoni. Powszechne bakterie jelitowe Enterococcus stały się znacznie liczniejsze u starych myszy po przeszczepie mikroflory kałowej i były na podobnym poziomie, co u młodych gryzoni.

Zaszły również zmiany w mózgu. Hipokamp myszy-seniorów – obszar mózgu związany z uczeniem się i pamięcią – stał się bardziej fizycznie i chemicznie podobny do hipokampu młodych myszy. Co więcej, stare myszy po przeszczepie mikrobiomu młodych myszy, szybciej odnajdywały drogę w labiryntach i lepiej zapamiętywały układ labiryntu przy kolejnych próbach. Żadnego z tych efektów nie zaobserwowano u starych myszy z grupy kontrolnej.

- To prawie tak, jakbyśmy nacisnęli przycisk przewijania do tyłu w procesie starzenia – zaznaczył Cryan. - Dobrą rzeczą w naszym mikrobiomie – w przeciwieństwie do genomu – jest to, że można go zmienić - dodał.

Nowe terapie ukierunkowane na mikrobiom

Ale niektóre aspekty mikrobiomu pozostały bez zmian. Na przykład wiele rodzajów bakterii jelitowych pozostało na tym samym poziomie, a stare myszy nie stały się bardziej towarzyskie, co Cryan uznał za zaskakujące, ponieważ w innych badaniach zaobserwował, jak mikrobiom wpływa na interakcje społeczne.

- Badania prof. Cryana i jego współpracowników pokazują znaczenie mikrobiomu jelitowego w wielu aspektach zdrowia, a zwłaszcza na osi mózg-jelita, gdzie można zaobserwować pozytywny wpływ na funkcjonowanie mózgu. Badanie otwiera możliwości modulowania mikroflory jelitowej jako celu terapeutycznego, który ma wpływać na zdrowie mózgu – powiedział prof. Paul Ross, dyrektor APC.

- Nasze prace wskazują na przyszłość, w której skupimy się na terapiach dietetycznych lub bakteriologicznych ukierunkowanych na mikrobiotę, które będą promować optymalne zdrowie jelit i układu odpornościowego, aby zachować młody i zdrowy mózg. I chociaż nie możemy powstrzymać marszu czasu, możemy opracować terapie, które ochronią nasz mózg przed degradacją i mamy więcej niż przeczucie, że celowanie w mikrobiom może być jednym z takich sposobów – podkreślił Cryan.

 

Źródło: The Conversation, University College Cork, fot. Janice Haney Carr/ USCDCP/ CC0. Na zdjęciu bakterie z rodzaju Enterococcus