Microbiomul intestinal poate debloca secretele îmbătrânirii?
Un nou studiu a arătat cum microbiota intestinală a șoarecilor mai în vârstă poate promova creșterea neuronală la șoarecii tineri, ducând la evoluții promițătoare în tratamente viitoare.
Grupul de cercetare, cu sediul la Universitatea Tehnologică Nanyang (NTU) din Singapore, a transferat microbiota intestinală a șoarecilor mai în vârstă în intestinul șoarecilor mai tineri cu faună intestinală mai puțin dezvoltată.
Acest lucru a dus la creșterea neurogenezei (creșterea neuronilor) în creier și la modificarea îmbătrânirii, sugerând că relația simbiotică dintre bacterii și gazda lor poate avea beneficii semnificative pentru sănătate.
În ultimii 20 de ani s-a înregistrat o creștere semnificativă a numărului de cercetări privind relația dintre gazdă și bacteriile care trăiesc în sau pe ea. Rezultatele acestor studii au stabilit un rol important pentru această relație în nutriție, metabolism și comportament.
Comunitatea medicală speră că aceste rezultate recente ar putea duce la dezvoltarea unui tratament pe bază de alimente pentru a ajuta la încetinirea procesului de îmbătrânire.
În acest studiu, echipa de cercetare a încercat să descopere caracteristicile funcționale ale microbiotei intestinale a unei gazde îmbătrânite. Cercetătorii au transplantat microbiota intestinală de la șoareci bătrâni sau tineri la destinatari de șoareci tineri, fără germeni.
Descoperirile apar în jurnal Știință Medicina Translațională.
Ce a implicat cercetarea?
Microbiomul intestinal se modifică pe măsură ce gazda îmbătrânește și, pentru a investiga cum evoluează, echipa de cercetători a transplantat microbiomul intestinal de la șoareci de 24 de luni la șoareci tineri fără germeni, cu vârsta de 6 săptămâni.
Profesorul Sven Pettersson de la Școala de Medicină NTU Lee Kong Chian a condus echipa.
După 8 săptămâni, prof. Pettersson și colegii au observat creșterea intestinală crescută și neurogeneza crescută în creierul șoarecilor.
Pentru a controla experimentul, echipa a transferat microbiomul intestinal al șoarecilor tineri în șoareci fără germeni de aceeași vârstă. Cercetătorii nu au observat aceleași efecte pe care le-au văzut la șoarecii care au primit microbiomul intestinal de la șoareci mai în vârstă.
Echipa a efectuat, de asemenea, analize moleculare la rozătoare și a constatat că au avut niveluri crescute de butirat. Butiratul este un acid gras cu lanț scurt pe care îl produc microbii intestinali.
Butiratul este benefic pentru sănătate și poate proteja împotriva bolilor, cum ar fi bolile inflamatorii intestinale, cancerul colorectal, obezitatea și diabetul.
Îmbogățirea anumitor microbi intestinali și fermentarea bacteriană crescută a fibrelor dietetice din colon au dus la aceste niveluri crescute de butirat. La rândul său, creșterea nivelului de butirat a stimulat producția de hormon pro-longevitate FGF21.
FGF21 este un factor de creștere a fibroblastilor care joacă un rol important în reglarea metabolismului. Nivelurile crescute de FGF21 au fost, de asemenea, asociate cu creșterea activității AMPK și SIRT-1 și semnalizarea mTOR redusă.
Acest lucru este important, deoarece creșterea AMPK duce la absorbția crescută a acizilor grași cu lanț scurt în timpul metabolismului celular. SIRT-1 reglează, de asemenea, homeostazia și poate proteja împotriva unei varietăți de tulburări umane.
MTOR redus poate proteja împotriva cancerelor umane și a diferitelor boli inflamatorii.
Cercetătorii au continuat să exploreze efectul transplanturilor de microbiomi intestinali asupra tractului digestiv al șoarecilor.
Îmbătrânirea normală a țesutului intestinal reduce viabilitatea celulelor intestinale. Aceasta are asociații cu producția redusă de mucus, ceea ce poate duce la creșterea deteriorării celulare și a morții.
Cercetătorii au descoperit că transplantul microbiomului de șoareci mai în vârstă la șoareci mai tineri a dus la o creștere a lungimii și lățimii vilozităților, care sunt structuri mici care alcătuiesc peretele intestinului.
Șoarecii care au primit microbiomul de la șoarecii mai în vârstă au, de asemenea, un colon mai lung și un intestin subțire mai lung decât grupul de control care a primit microbiomul de la alți șoareci tineri.
Cercetătorii au dat de asemenea tinerilor șoareci fără germeni butirat de la sine și au observat că a dus la creșteri similare ale neurogenezei și creșterii intestinale.
Cum au fost primite aceste rezultate?
Oamenii de știință din întreaga lume au reacționat la aceste rezultate. Dr. Dario Riccardo Valenzano, lider de grup la Institutul Max Planck pentru Biologia Îmbătrânirii din Germania, spune: „Aceste rezultate sunt interesante și ridică câteva noi întrebări deschise atât pentru biologia îmbătrânirii, cât și pentru cercetarea microbiomilor”.
Unele dintre aceste întrebări, spune dr. Valenzano, includ „dacă există o achiziție activă de microbi producători de butirat în timpul vieții șoarecilor și dacă îmbătrânirea extremă duce la pierderea acestei comunități microbiene fundamentale, care poate fi în cele din urmă responsabilă pentru disbioză și vârstă- disfuncționalități conexe. ”
În plus, profesorul Brian Kennedy, director al Centrului pentru Îmbătrânire Sănătoasă de la Universitatea Națională din Singapore, spune: „Este fascinant faptul că microbiomul unui animal în vârstă poate promova fenotipuri tinere la un tânăr beneficiar”.
Acest lucru sugerează că microbiota cu îmbătrânirea a fost modificată pentru a compensa deficitul acumulat al gazdei și duce la întrebarea dacă microbiomul unui animal tânăr ar avea efecte mai mari sau mai mici asupra unei gazde tinere.
Descoperirile avansează înțelegerea noastră despre relația dintre microbiom și gazda acestuia în timpul îmbătrânirii și stabilesc scena pentru dezvoltarea intervențiilor legate de microbiom pentru a promova longevitatea sănătoasă.
Prof. Brian Kennedy
Implicații pentru tratamente viitoare
Aceste rezultate sunt extrem de promițătoare pentru progresul viitor în tratamentul bolilor asociate îmbătrânirii, cum ar fi tulburările neurogenerative.
Ei sugerează că compoziția microbiotei și dinamicii intestinului este sensibilă la vârstă și că răspunsul la indicii microbieni în viața timpurie diferă semnificativ de cel din viața ulterioară.
Rezultatele implică faptul că microbiota intestinală a gazdelor mai în vârstă cu homeostazie metabolică poate sprijini sănătatea gazdei. În schimb, la adulții cu diabet de tip 2, microbiomul intestinal poate induce căi inflamatorii.
Limitările acestui studiu includ faptul că microbiomii se pot schimba pe parcursul studiului, chiar și în cadrul experimentelor controlate, cum ar fi cele prezentate aici.
De asemenea, este posibil ca alți metaboliți microbieni și căile celulare să aibă un rol de jucat, dar cercetătorii nu au investigat acest lucru în acest studiu.
