Ang microbiota ng bituka ng ama ay nakakaimpluwensya sa susunod na henerasyon

Natuklasan ng isang pag-aaral ng grupo ni Hackett sa European Molecular Biology Laboratory (EMBL) sa Roma na ang pagkagambala sa gut microbiome sa mga lalaking daga ay nagdaragdag ng panganib na magkaroon ng sakit sa kanilang magiging supling.

Ang gut microbiome ay ang microbial community na naninirahan sa gastrointestinal tract. Ito ay responsable para sa paggawa ng mga enzyme, metabolite, at iba pang mga molekula na mahalaga sa metabolismo ng host at tugon sa kapaligiran.

Samakatuwid, ang balanseng microbiome ng bituka ay mahalaga para sa kalusugan ng mammalian, na tumutulong sa pag-regulate ng immune at endocrine system. Ito naman, ay nakakaimpluwensya sa pisyolohiya ng mga tisyu sa buong katawan. Gayunpaman, kaunti ang nalalaman tungkol sa impluwensya ng gut microbiome sa host reproductive function at kung ang isang binagong paternal microbiome ay maaaring makaapekto sa kalusugan ng kanyang mga supling.

Ang grupo ni Hackett sa EMBL sa Rome, kasama ang mga grupo nina Bork at Zimmermann sa EMBL sa Heidelberg, ay nagtakdang sagutin ang tanong na ito. Ang kanilang mga resulta, na inilathala sa journal Nature, ay nagpakita na ang pagkagambala sa gut microbiome sa mga lalaking daga ay nagdaragdag ng posibilidad na ang kanilang mga supling ay ipanganak na may mababang timbang ng kapanganakan at mas mataas ang panganib ng napaaga na kamatayan.

Pagpasa ng impormasyon sa susunod na henerasyon

Upang pag-aralan ang epekto ng gut microbiome sa pagpaparami ng lalaki at kanilang mga supling, binago ng mga mananaliksik ang komposisyon ng mga mikrobyo sa bituka ng mga lalaking daga sa pamamagitan ng paggamot sa kanila ng mga karaniwang antibiotic na hindi pumapasok sa daluyan ng dugo. Nagdudulot ito ng kondisyong tinatawag na dysbiosis, kung saan nagiging hindi balanse ang microbial ecosystem sa bituka.

Sinuri ng mga siyentipiko ang mga pagbabago sa komposisyon ng mahahalagang testicular metabolites. Natagpuan nila na ang dysbiosis sa mga lalaking daga ay nakakaapekto sa testicular physiology, pati na rin ang komposisyon ng metabolite at hormonal signaling. Hindi bababa sa bahagi ng epektong ito ay dahil sa mga pagbabago sa mga antas ng pangunahing hormone na leptin sa dugo at testes ng mga lalaking may sapilitan na dysbiosis.

Iminumungkahi ng mga obserbasyong ito na ang mga mammal ay may "gut-germline axis" na isang mahalagang link sa pagitan ng bituka, microbiota nito, at germline.

Upang maunawaan ang kahalagahan ng "gut-germline axis" na ito para sa pagmamana, pinarami ng mga siyentipiko ang alinman sa hindi ginagamot o dysbiotic na mga lalaki sa hindi ginagamot na mga babae. Ang mga tuta ng mga ama na dysbiotic ay may makabuluhang mas mababang timbang ng kapanganakan at tumaas ang dami ng namamatay pagkatapos ng kapanganakan. Ang iba't ibang kumbinasyon ng mga antibiotic, pati na rin ang paggamot na may mga laxative na nagdudulot ng dysbiosis (na nakakagambala rin sa microbiota), ay may katulad na epekto sa mga supling.

Mahalaga, ang epektong ito ay nababaligtad. Kapag ang mga antibiotics ay itinigil, ang mga microbiome ng mga ama ay naibalik. Kapag ang mga daga na may mga naibalik na microbiome ay ipinares sa mga hindi ginagamot na babae, ang kanilang mga supling ay ipinanganak sa normal na timbang at normal na umuunlad.

"Napagmasdan namin na ang mga intergenerational effect ay nawala pagkatapos na ang normal na microbiome ay naibalik. Nangangahulugan ito na ang anumang pagbabago sa gut microbiome na maaaring magdulot ng intergenerational effect ay mapipigilan sa hinaharap na mga ama," sabi ni Peer Bork, direktor ng EMBL Heidelberg, na kasangkot sa pag-aaral.

"Ang susunod na hakbang ay upang maunawaan nang detalyado kung paano ang iba't ibang mga kadahilanan sa kapaligiran, tulad ng mga gamot kabilang ang mga antibiotics, ay maaaring makaimpluwensya sa mga germline ng ama at samakatuwid ay pag-unlad ng embryonic."

Idinagdag ni Aile Denboba, unang may-akda ng papel at isang dating postdoctoral fellow sa grupo ni Hackett, na ngayon ay isang pinuno ng grupo sa Max Planck Institute for Immunology and Epigenetics sa Freiburg, Germany, "Ang pag-aaral ay bumangon mula sa pagnanais na maunawaan ang impluwensya ng kapaligiran sa mga ama sa pamamagitan ng pagsasaalang-alang sa gut microbiome bilang isang tulay sa pagitan ng host-environment na sapat na mga pakikipag-ugnayan sa kapaligiran para sa pagtatasa ng mga pakikipag-ugnayan sa kapaligiran na may sapat na panganib sa kalusugan, mga sistema."

Ang impluwensya ng mga ama sa panganib ng mga sakit sa panahon ng pagbubuntis

Sa kanilang trabaho, natagpuan din ni Hackett at mga kasamahan na ang mga depekto sa inunan, kabilang ang mahinang vascularization at mabagal na paglaki, ay mas karaniwan sa mga pagbubuntis na kinasasangkutan ng mga dysbiotic na lalaki. Ang may sira na inunan ay nagpakita ng mga palatandaan ng isang karaniwang komplikasyon sa pagbubuntis sa mga tao na tinatawag na preeclampsia, na humahantong sa mahinang paglaki ng mga supling at isang panganib na kadahilanan para sa isang malawak na hanay ng mga sakit sa bandang huli ng buhay.

"Ang aming pag-aaral ay nagpapakita ng pagkakaroon ng isang channel ng komunikasyon sa pagitan ng gut microbiome at ang reproductive system sa mga mammal. Bukod dito, ang mga kadahilanan sa kapaligiran na nakakagambala sa mga signal na ito sa mga umaasang ama ay nagdaragdag ng panganib ng masamang kalusugan ng mga supling sa pamamagitan ng pagbabago ng pag-unlad ng inunan," sabi ni Jamie Hackett, coordinator ng proyekto ng pananaliksik at pinuno ng grupong EMBL Rome.

"Ito ay nagpapahiwatig na sa mga daga, ang kapaligiran ng ama kaagad bago ang paglilihi ay maaaring makaimpluwensya sa mga katangian ng mga supling nang independiyenteng ng genetic inheritance."

"Kasabay nito, nalaman namin na ang epektong ito ay nangyayari lamang sa isang henerasyon, at dapat kong bigyang-diin na higit pang pananaliksik ang kailangan upang suriin kung gaano kalawak ang mga epektong ito at kung ang mga ito ay may kaugnayan sa mga tao. May mga likas na pagkakaiba na kailangang isaalang-alang kapag isinasalin ang mga natuklasan ng mouse sa mga tao."

Nagpatuloy si Hackett: "Ngunit dahil sa malawakang paggamit ng mga pandiyeta at antibyotiko na kasanayan sa kulturang Kanluranin na kilala na nakakagambala sa gut microbiome, mahalagang tingnan nang mas malapit ang mga intergenerational na epekto ng mga ama at kung paano nila maimpluwensyahan ang mga resulta ng pagbubuntis at panganib ng sakit sa populasyon."