כאשר נשים בהריון ומניקות את תינוקיהן, גופן משתנה ואיברים שונים, כמו השדיים או מערכת החיסון, מותאמים כדי להבטיח את בריאות האם והילד. זה קורה לאורך האבולוציה בכל היונקים. צוות מחקר בינלאומי בראשות יוזף פנינגר ומסאהירו אונג'י, האוניברסיטה הרפואית של וינה, מדווח כעת על הממצא המפתיע שהמעי משתנה לחלוטין גם אצל נשים הרות ומניקות, וכתוצאה מכך להכפלת שטח הפנים של המעי ולארגון מחדש מבני בולט. החוקרים מספקים גם את העדות הגנטית והמכניסטית הראשונה לאופן שבו התרחבות אפיתל מעיים זו מתרחשת אצל אמהות, עם השלכות ישירות על הבריאות הטרנס-דורית של התינוקות. המחקר מתפרסם ב"טבע".
צוות רב-לאומי בראשות יוזף פנינגר (MedUni Vienna, IMBA – המכון לביוטכנולוגיה מולקולרית, וינה, אוניברסיטת קולומביה הבריטית, קנדה, מרכז הלמהולץ לחקר זיהומים, גרמניה) הבחין כי שרירי המעיים מתארגנים מחדש במהלך ההריון וההנקה ומתרחבים באופן משמעותי, מוכפל שטח הפנים שלהם. המחקרים בוצעו בעכברים מהונדסים גנטית ובאורגנואידים מעיים מעכברים ובני אדם – רקמות תלת מימדיות מאורגנות בעצמן, שמקורן בתאי גזע במעי. מבחינה מכאנית, החוקרים זיהו את מערכת ה-RANK receptor/RANK ligand (RANK/RANKL) כמפתח להגדלה של המעי הדק במהלך רבייה, המווסתת על ידי הורמוני מין והנקה. כאשר עכברים הונדסו כך שחסרים את מערכת ה-RANK/RANKL במעי, ההתרחבות הנלוזה במהלך ההריון וההנקה נפגעה באופן משמעותי.
חשיבות בסיסית לאבולוציה
במשך עשרות שנים, חוקרים חקרו את מערכת RANK/RANKL כמנחה מרכזית של תהליכים חיוניים, שנשמרו מבחינה אבולוציונית. קבוצת Penninger כבר זיהתה תפקידים מרכזיים של מערכת RANK/RANKL במחזור העצם, בביולוגיה של בלוטת החלב, בסרטן השד ובסבילות חיסונית בהריון, התורמים לפיתוח תרופות נגד איבוד עצם המשמשות מיליוני אנשים אנשים וניסויים קליניים למניעת סרטן השד ואימונותרפיה לסרטן נמצאים בעיצומם. כעת גילו החוקרים ששינויי מעיים אלו, שנראים הפיכים לחלוטין כאשר ההנקה מופסקת, חשובים להאכלה והזנה נכונה של התינוקות. "המחקר שלנו מראה שהפגיעה בהתרחבות המעי הזו על ידי היעדר מערכת RANK/RANKL במהלך ההריון משנה את החלב של האמהות המניקות. זה מביא למשקל נמוך יותר של התינוקות ולהשלכות מטבוליות חוצות-דוריות לטווח ארוך", קובע המנהיג. הסופר Masahiro Onji.
אמהות צריכות לאכול לעצמן ולתינוקות שלהן. מחקרים חדשים אלו מספקים לראשונה הסבר מולקולרי ומבני כיצד ומדוע המעי משתנה כדי להסתגל לדרישת תזונה מוגברת של אמהות, מה שקורה ככל הנראה בכל היונקים ההריונים והמניקים".
יוסף פנינגר, מנהיג מחקר
כיצד אמהות מסתגלות לדרישות ההריון וההנקה נותרה שאלה מרכזית של אבולוציה ובריאות האדם. במהלך שלב זה, הורמונים נשיים משפיעים על איברים מרובים לשלוט ולשנות את המבנה והתפקודים שלהם, דבר חיוני לבריאות האם ולהתפתחות הצאצאים. זה היה ידוע שלנשים בהריון יש דרישות תזונה משופרות. עם זאת, היבט בסיסי זה לא נחקר היטב עד כה: "על ידי זיהוי מערכת RANK/RANKL ככוח המניע מאחורי הסתגלות מעיים במהלך ההריון וההנקה, המחקר שלנו תורם להבנה מעמיקה יותר של תהליכים ביולוגיים שהם בעלי חשיבות בסיסית לאבולוציה ובריאות האדם", אומר יוזף פנינגר, ומסכם את השפעת הממצאים.
ההתרחבות המאסיבית הזו נשלטת על ידי הורמוני מין והריון, שמשנים את תאי הגזע במעי באמצעות מערכת RANK/RANKL ואז נותנים לתא המעי אות הישרדות לגדול הרבה יותר. צמיחה זו מובילה אז להכפלה כמעט של שטח הפנים של המעי, מה שמגביר גם את המנגנון המולקולרי לספיגת סוכר, חלבון ושומן, ואף מוביל לשינוי ארכיטקטוני עמוק במעיים, מה שכנראה מאט את הזרימה של מזון, שוב למקסם את הספיגה של חומרים מזינים. יוסף פנינגר: "הצוות שלנו גילה דרך חדשה ומדהימה כיצד הגוף של אמא משתנה כדי לשמור על בריאות התינוקות. כמעט אף אחד לא ידע על כך, מלבד כמה מחקרים ישנים שנשכחו ברובם. גילינו גם שהמערכת הזו, באמצעות תאי גזע , יכול להשפיע ישירות על גידולים במעי אולי נוכל ללמוד מאמהות הרות ומניקות לחוט מחדש באופן הפיך את המערכת הזו כדי לפתח טיפולים חדשים והבנה טובה יותר של סרטן המעי; או התחדשות המעיים."
המחקר היה שיתוף פעולה הדוק בין האוניברסיטה הרפואית של וינה, המכון לביוטכנולוגיה מולקולרית של האקדמיה האוסטרית למדעים בווינה, המכון למדעי החיים בוונקובר, מרכז הלמהולץ לחקר זיהומים, בראונשווייג, מכון הוברכט, אוטרכט, וכן אוניברסיטת קיל. השתתפו גם חוקרים מאוניברסיטת טוקיו ומאוניברסיטת קיימברידג'.
