חוקרים פיתחו מזון טיפולי המקדם חיידקי מעיים מועילים.
במחקר שפורסם לאחרונה ב מַדָעחוקרים מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת וושינגטון חקרו את תפקידה של מיקרוביוטה של המעיים בשיפור הצמיחה של ילדים שסובלים מתת תזונה בבנגלדש.
הם גילו כי אנזים ספציפי – חומצת שומן אמיד הידדרולאז (FAAH) – מ Faecalibacterium prausnitzii משפיע באופן משמעותי על מסלולי התפקוד החיסוני באמצעות תפקידו בהידרוליזה וסינתזה של הביו-מולקולות הנדרשות לצמיחה.
רֶקַע
מחקר על מיקרוביום במעיים מצביע על כך שקהילות מיקרוביאליות יכולות לייצר ולשנות מולקולות איתות מארח המשפיעות על מגוון רחב של פונקציות ביולוגיות כמו חילוף חומרים, פעילות מוחית וחסינות. אינטראקציה זו בין מיקרוביום המעי למארח חשובה במיוחד בשנים הראשונות של הצמיחה.
מחקרים אחרונים בקרב ילדי בנגלדש הראו שלתת-תזונה יש השפעה משבשת על המיקרוביום של המעי, מה שמוביל לקהילת מיקרוביום מעיים לא בוגרת הקשורה לצמיחה כללית לקויה. זה הוביל לפיתוח של מזון משלים מיוחד מכוון מיקרוביוטה בשם MDCF-2 שנועד לשפר את חיידקי המעיים המועילים בילדים שסובלים מתת תזונה.
ניסויים קליניים עבור MDCF-2 חשפו שיפורים משמעותיים בעלייה במשקל, סמני בריאות המעיים ועלייה בגובה בילדים הסובלים מתת תזונה. יתר על כן, ניסויים אלה מצאו גם שדיאטת MDCF-2 הגדילה את השפע של F. prausnitziiשהכיל את האנזים FAAH שמווסת את הבריאות והגדילה.
לגבי המחקר
במחקר הנוכחי, החוקרים בחנו עוד את תפקידו של האנזים FAAH מ F. prausnitzii להבין כיצד דיאטת MDCF-2 שיפרה פעילות חיידקית ספציפית והגבירה את הייצור של מולקולות ביו-אקטיביות המועילות לגדילה אצל ילדים.
החוקרים השתמשו במספר שיטות ניסוי כדי לחקור את הפעילות האנזימטית של FAAH מה- F. prausnitzii זן Bg7063, המתמקד בתפקידו של האנזים בפירוק תרכובות חומצות שומן ספציפיות הידועות בשם N-acylethanolamides.
מודלים של עכברים שימשו לניסויים בהתיישבות באמצעות קהילת חיידקים בת 13 או 14 חברים, כשהאחרון מכיל את F. prausnitzii זן Bg7063. הרמות של שני N-acylethanolamides, oleoylethanolamide (OEA) ו-palitoylethanolamide (PEA), בתכולת ה-cecal של העכברים נמדדו באמצעות ספקטרומטריית מסה.
בנוסף, תרביות Bg7063 נוספו עם PEA המסומן באיזוטופים כדי להתחקות אחר הפירוק שלו ולאשר את השימוש בו. מעכבי FAAH שונים של יונקים יושמו גם כדי לקבוע אם מעכבים אלו מנעו את תפקוד ה-FAAH החיידקי.
שיטות כרומטוגרפיה של חילופי יונים שימשו גם כדי לזהות את החלבון המעורב בפירוק של N-acylethanolamides. יתר על כן, נעשה שימוש במבחנים אנזימטיים הכוללים תרכובות אמינים וחומצות שומן שונות כדי לבדוק את העדפת המצע של FAAH. כמו כן נחקרו ההבדלים המבניים בין FAAH יונקים וחיידקיים.
יתר על כן, בהתחשב בעובדה שכמה N-acyl-amides שמקורם בחיידקי מעיים ידועים כמאפננים את פעילות קולטן G-protein coupled של יונקים (GPCR) ו-NHR, החוקרים בדקו האם החוקרים בדקו האם ה-N-acyl-amides שמקורם בהמרה של OEA השלכות פרמקולוגיות באמצעות תהליכים בתיווך GPCR. לכן, החוקרים ערכו סדרה של מבחנים כדי לבדוק כיצד אמידים חומצות שומן שונות, כגון, פעלו על GPCRs ו-NHRs.
המחקר כלל גם in vivo מבחנים בעכברים כדי לחקור את ההשפעות הביולוגיות של אמידים חומצות שומן שונות. יתר על כן, כדי לחקור את ההשפעה על ביטוי גנים במעי, החוקרים ערכו רצף חומצה ריבונוקלאית (RNA) של הכבד וחלקים שונים של המעיים. ניתוח העשרה של מערך גנים בוצע כדי לנתח ביטוי גנים דיפרנציאלי.
לבסוף, נותחו דגימות צואה מילדי בנגלדש שסובלים מתת תזונה שעברו התערבות תזונתית הכוללת MDCF-2 כדי לאשר את תפקידו של FAAH מ F. prausnitzii בוויסות רמות ה-N-acylamid וויסות הצמיחה.
תוצאות
המחקר מצא שהתערבות תזונתית MDCF-2 יכולה להשפיע על ההרכב הכימי של המעי על ידי וויסות פעילות ה-FAAH מ F. prausnitziiאשר השפיע על רמות ה-N-אציל אמידים במעיים. התוצאות דיווחו כי האנזים FAAH מסוגל לפעילות כפולה שבה הוא יכול לבצע הידרוליזה ולסנתז N-acyl אמידים מגוונים.
יתר על כן, בניגוד ל-FAAH האנושי, ה-FAAH מ F. prausnitzii פעל על מגוון רחב של מצעים וחסר רגישות למעכבים נפוצים של פעילות אנזימטית, מה שהופך אותו למאפנן חשוב של מולקולות איתות במעיים.
ניתוחים מפורטים במחקר הראו כי FAAH מ F. prausnitzii יכול לשנות את רמות האמידים הביו-אקטיביים כגון OEA, להשפיע על חילוף החומרים של השומן ועל השובע באמצעות מסלולי איתות של קולטן המופעל על ידי פרוקסיזום.
בניסויים הקליניים, הילדים שעברו התערבות תזונתית מבוססת MDCF-2 הראו רמות נמוכות יותר של OEA בדגימות הצואה ושיפור הצמיחה. הפחתה זו של OEA עשויה להיות מווסתת דרך FAAH מ F. prausnitziiהמדגיש את הקשר בין פעילות מיקרוביאלית במעיים לבין ויסות התיאבון של המארח. יתרה מזאת, העיבוד של מולקולות נוירואקטיביות ומוסתות חיסון על ידי FAAH הצביע על כך שהוא יכול להשפיע על תגובות ומצבי רוח של מערכת החיסון.
מסקנות
בסך הכל, הממצאים הדגישו את השימוש הפוטנציאלי ב-FAAH מ F. prausnitzii לטיפול מבוסס מיקרוביום ולוויסות מטבוליטים במעיים המשפיעים על תיאבון, חסינות, דלקת ומצבי רוח. תוצאות אלו סימנו צעד חשוב בסלילת הדרך להתערבויות מיקרוביאליות עתידיות.