במחקר שפורסם לאחרונה ב- Molecular Metabolism, החוקרים העריכו את ההשפעה של Bifidobacterium breveנוכחות של במעי האימהי במהלך ההריון על חילוף החומרים במוח העובר.
לִלמוֹד: מעי אימהי Bifidobacterium breve משנה את חילוף החומרים במוח העובר בעכברים נטולי חיידקים. קרדיט תמונה: Prostock-studio/Shutterstock.com
רֶקַע
הגבלת גדילה עוברית (FGR) היא הפרעה חמורה שבה העובר לא מצליח להגיע להתפתחות מלאה עקב אי ספיקת שליה במהלך ההריון. FGR עלול לגרום להפרעות נוירו-התפתחותיות לאחר לידה, כולל הפרעות בתפקוד מוטורי וקוגניטיבי, לקויות למידה ושיתוק מוחין.
לטיפולים תרופתיים כמו אספירין, הפרין וסילדנפיל ציטראט יש השפעות לא עקביות על תוצאות ההריון. לפיכך, נדרשים טיפולים יעילים כדי למנוע או להפחית את ההשפעות השליליות של FGR.
המיקרוביום של המעי יכול להשפיע על תפקוד והתנהגות המוח, והתמקדות במיקרוביוטה של המעי האימהית עם פרוביוטיקה עשויה לגרום לשינויים מיוחדים בהתפתחות המוח לאורך כל התקופה הסב-לידתית.
חוקרים הוכיחו בעבר שמתן שלוש מנות של Bifidobacterium breve לעכברים בהריון ולא בהריון נטולי חיידקים מוביל להתיישבת מעיים מתמשכת, שיפור התפתחות העובר ושינויים מבניים בשליה.
לגבי המחקר
במחקר הנוכחי, החוקרים בדקו האם הכמות של Bifidobacterium breve UCC2003 במעי האימהי תואם לשינויים בצמיחת המוח של העובר ובחילוף החומרים.
חוקרים התיישבו עכברים בהריון נטולי חיידקים עם ובלי Bifidobacterium breve UCC2003. בימי הריון 10, 12 ו-14, לעכברי C57BL/6J קיבלו 100 מ"ל של ליופיליזציה משוחזרת B. breve (קבוצת BIF) או ביקורת (קבוצת PBS, GF) באמצעות מתן דרך הפה.
הצוות בודד חומצה ריבונוקלאית במוח העוברית (RNA) עבור שעתוק הפוך, תגובת שרשרת פולימראז בזמן אמת (PCR), ומדידת הביטוי של גנים תאיים, מטבוליים ואקסונוגנזה.
לנתח את התהליכים המולקולריים של B. breveחוקרים השתמשו בדגימות הביובנק הקודמות שלהם כדי לכמת ביטויי RNA שליח (mRNA) של גנים קריטיים המעורבים במחזור התא, בצמיחה, בפעילות המיקרוגליה ובנוירוגנזה.
הם מדדו את רמות ה-mRNA של טרנספורטרים המעורבים בספיגה ובמטבוליזם של חומצות אמינו מסועפות במוח העובר ומשפחת הנשאים המומסים-2 חבר 1 (Slc2a1) ו-Slc2a3 המקודדים חלבון טרנספורטר גלוקוז מסוג 1 (GLUT1) ו-GLUT3, בהתאמה, ברקמת מוח עוברית.
חלבוני מוח בודדו, ולאחר מכן סופג ווסטרן, ומטבוליטים במוח העובר נותחו באמצעות ספקטרוסקופיה של תהודה מגנטית גרעינית (NMR). זיהוי גן Y של אזור קביעת מין (SRY) סיפק את המין העוברי.
חוקרים חקרו מסלולי איתות המעורבים בפעילות מוחית כמו צמיחה תאית, שגשוג, הישרדות, ספיגת חומרי הזנה, מבנה דנדריטי, התפתחות והתמיינות עצבית, אסטרוגליוגנזה ומעבר לגורל התא.
הם בחנו את רמות הפקטור-1-אלפא (HIF-1α) ו-HIF-2α הניתן להיפוקסיה ואת השפע של פירובאט דהידרוגנאז קינאז 1 (PDHK1) בליזטים המתקבלים ממוח העובר.
הם העריכו את יכולת יצירת אדנוזין טריפוספט של מיטוכונדריאלי (ATP) על ידי ניתוח קומפלקסים של זרחון חמצוני (OXPHOS). הם השתמשו במודלים מעורבים ליניאריים ולינאריים כלליים לניתוחים.
תוצאות
קולוניזציה אימהית עם Bifidobacterium breve גרם לשינויים מטבוליים עמוקים במוח העוברי. בפרט, שבעה מטבוליטים, כולל קרניטין, ציטראט ו-3-hydroxyisobutyrate, ירדו במוח העוברי. רמות טרנספורטר גלוקוז משופרות ושיפור ספיגת חומצות אמינו שרשרת מסועפות ליוו שינויים אלה.
יֶתֶר עַל כֵּן, Bifidobacterium breve התוסף ייצב את HIF-2α והאיץ את פעילותם של מסלולים מטבוליים כגון phosphatidylinositol 3-kinase-protein kinase B (PI3K-AKT), AMP-activated protein kinase (AMPK), מתמר אותות ומפעיל שעתוק 5 (STAT5) ו-Wingless איתות של אתר אינטגרציה קשור (Wnt)-β-catenin, כולל הקולטן שלו Frizzled-7.
הממצאים מצביעים על הסתעפות דנדרטית מוגברת, שגשוג תאי והיפרטרופיה עצבית עם שינויים ביציבות החלבון, יעילות התרגום ושיעורי הפירוק בעוברים מטופלים של עכברים.
מוחות העובר של עכברים שטופלו חשפו רמות מופחתות של חלבון קופסת המזלג M1 (Foxm1) וגנים תלויי קינאז 1 (Cdk1), הורדת ויסות של plexin A3 (Plxna3) וליגנד הנחיית חריץ 1 (Slit1), וביטוי מוגבר של טרנספורטרים של גלוקוז וטרנספורטר חומצות אמינו מסוג L (LAT1).
רמת ה-mRNA של Slc37a4 ומשפחת הנשאים המומסים 16 חברים 1, 2, 4 ו-8 היו גבוהות יותר גם במוח העוברי של קבוצת BIF.
לעוברים של הקבוצה המטופלת היו רמות גבוהות יותר של תכולת חלבון כוללת ותסביך שרשרת נשימה II. רמות Achaete-scute homolog 1 (Ascl1) עלו גם במוחם של עוברים מעכברים שטופלו ב-BIF. Bifidobacterium breve במעיים אימהיים זרחון חמצוני מוגבר במיטוכונדריה במוח העובר.
B. breve מייצר חומצות שומן קצרות שרשרת שיכולות להשפיע על עצב הוואגוס ועל חדירות מחסום הדם-מוח באם ובעובר. בנוסף, שחרור שלפוחית תא חיידקית (BEV) משפיעה על חסינות המארח. שינויים התפתחותיים עובריים עשויים להיות קשורים לשינויים מבניים ותפקודיים באזור מבוך ההובלה של השליה בעכברי BIF.
מַסְקָנָה
המחקר הראה שצריכה פומית של האם של פרוביוטיקה, במיוחד Bifidobacterium breveבמהלך ההריון השפיעה באופן משמעותי על האורגנוגנזיה של העובר, והשפיעה על חילוף החומרים במוח, על התפתחות התאים ועל מסלולי האקסונוגנזה.
הביפידובקטריום יכול לשפר את בריאות ההריון והתפתחות העובר באמצעות טיפולים ממוקדי מיקרוביוטה.
מחקרים במבחנה ובבעלי חיים יכולים להבהיר מנגנונים, בעוד שניתוח מבני והיסטולוגי יכול לקבוע שינויים בחלוקת תאים, מוות תאים והתפתחות האקסונים. חקירות לאחר לידה, כולל מחקרי התנהגות, יכולים להעריך את ההשלכות של B. breve על נוירוקוגניציה.
