Ramnik Xavier, MD, PhD, מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית בבית החולים הכללי של מסצ'וסטס, הוא המחבר הבכיר של מאמר שפורסם ב- מַדָע"קידוד אזורי של תגובות מערכת העצבים האנטרית למיקרוביוטה ודלקת מסוג 2."
ש: איך היית מסכם את המחקר שלך לקהל הדיוטות?
מערכת העצבים האנטרית (ENS) היא רשת עצומה של עצבים המובנית בדפנות המעי. למרות שהוא ידוע בתפקידו בוויסות העיכול ותנועת המזון דרך המעי, חוקרים לומדים שהשפעתו משתרעת הרבה יותר.
המחקר שלנו מוסיף להצטברות עדויות המראות שה-ENS עובד בשיתוף פעולה הדוק עם מערכת החיסון כדי לעזור לגוף להגיב לחיידקים, טפילים ואלרגנים. רחוק מלשמש רק כמרכז הבקרה של המעיים לעיכול ותנועה, ה-ENS גם ממלא תפקיד מפתח באופן שבו הגוף שומר על איזון ומגן על עצמו מפני נזקים.
ש: איזה פער ידע עוזר המחקר שלך למלא?
מערכת העיכול מאותגרת כל הזמן על ידי שינויים המונעים על ידי המיקרוביוטה, הפתוגנים והמערכת החיסונית. עם זאת, מדענים עדיין יודעים מעט על האופן שבו רשת העצבים במעיים המרכיבה את ה-ENS מגיבה לתנאים המשתנים הללו, בין היתר משום שהיה קשה לחקור את הנוירונים הללו בפירוט.
כדי להתמודד עם זה, חקרנו מודלים של עכברים עם מיקרוביומי מעיים ברורים שנבחרו בקפידה ואחרים שנחשפו לאלרגנים או לזיהומים טפיליים. בכל אחד מהמקרים, הצגנו פרופיל של ה-ENS על פני אזורים שונים של המעי כדי להגדיר את התגובות שלו למצבים אלה.
ש: באילו שיטות או גישה השתמשת?
השתמשנו בסוג מיוחד של מודל עכבר עם מערכת תיוג פלורסנטית שגרמה לגרעיני הנוירונים האנטריים להאיר. זה איפשר לנו לזהות ולמיין נוירונים משאר רקמת המעי ולחקור את הגרעינים של תאים אלה אחד אחד כדי להבין את הפעילות הגנטית שלהם. הגישה שלנו אפשרה לנו לראות אילו גנים פעילים בכל תא – למעשה, זיהינו למעלה מ-6,000 גנים לכל נוירון, בממוצע, כולל גנים בעלי ביטוי נמוך שיכול להיות קשה לזיהוי בשיטות סטנדרטיות.
בנוסף, כדי לחקור כיצד נוירונים אלה מסתגלים לתנאים שונים, השתמשנו בכלי ויראלי כדי למחוק גנים ספציפיים של עניין. תהליך זה עזר לנו לקבל תמונה ברורה יותר של הגנים השולטים כיצד נוירונים מתנהגים ומגיבים.
ש: מה מצאת?
על ידי לימוד פעילות גנים בנוירונים בודדים של המעי, חשפנו שני דפוסים עיקריים שחושפים עד כמה ה-ENS מגוון והתאמה. קבוצה אחת של נוירונים תחושתיים הראתה שינויים גדולים במספר התאים בין אתרים ותנאים. נוירונים תחושתיים אלו בלטו בתקשורת המיוחדת שלהם, כולל אותות תגובה למולקולות חיסון רבות שנוצרו במהלך תגובות אלרגיות או זיהום טפילי. קבוצה אחרת, הנוירונים המוטוריים השולטים בתנועת המעיים, הראתה שינויים הדרגתיים יותר בגנים שהם ביטאו בתנאים שונים תוך שמירה על מספרים יציבים.
באופן מדהים, דפוסים אלה נראו במצבים שונים מאוד – מאלרגיה לזיהום טפילי ועד למצבים ללא חיידקים – מה שמצביע על כך שמערכת העצבים של המעי מתאמת את פעילותה כדי לשמור על איזון המעי, ללא קשר לאתגר.
ש: מה ההשלכות?
יחד, ממצאים אלו יוצרים את מפת הדרכים המפורטת ביותר עד כה כיצד מגיבה מערכת העצבים של המעי לאתגרים סביבתיים שונים. המחקר שלנו מראה ששינויים בפעילות של נוירונים אנטריים קשורים קשר הדוק לאופן פעולת המעי, ומחבר את ההתנהגות התאית לפיזיולוגיה רחבה יותר של המעיים. על ידי חשיפת הקשרים הללו, הנחנו את הבסיס למחקר עתידי כיצד ה-ENS תומך בבריאות המעיים, כמו גם מה קורה כאשר האיזון הזה מופרע במחלה.
ש: מהם השלבים הבאים?
על ידי תרשים כיצד משתנים נוירונים אנטריים במהלך דלקת, אנו מוכנים כעת לחקור אם וכיצד מערכת העצבים של המעי יכולה השפעה ישירה תגובות דלקתיות. כדי לקדם את ההתקדמות הטיפולית, נלמד גם דגימות של מטופלים ומודלים של מעיים שגדלו במעבדה כדי לקבוע כיצד ממצאים אלה חלים על בני אדם.
אחרון חביב, מכיוון שנוירונים אנטריים מתקשרים גם עם עצבים אחרים שמתחברים למוח – משפיעים על התיאבון, צריכת המזון ועוד – ההבנה כיצד שינויים הקשורים לדלקת ב-ENS משפיעים על רשתות העצבים הרחבות יותר הללו עשויה לחשוף יותר על תפקידו של המעי בבריאות הכללית ובמחלות.
