חשיפה לאנטיביוטיקה במהלך חלון התפתחותי מרכזי בינקות יכולה להפעיל את צמיחתם של תאים המייצרים אינסולין בלבלב ועלולה להגביר את הסיכון לסוכרת בהמשך החיים, כך עולה מחקרים חדשים בעכברים.
המחקר, שפורסם החודש בכתב העת מַדָעמציין גם מיקרואורגניזמים ספציפיים שעשויים לעזור לאותם תאים קריטיים להתפשט בראשית החיים.
הממצאים הם האחרונים שמאיר אור על חשיבותו של מיקרוביומה של התינוקות האנושיים-קבוצת הכוכבים של חיידקים ופטריות המתגוררות בנו בשנים הראשונות שלנו. המחקר יכול להוביל לגישות חדשות לטיפול בשלל מחלות מטבוליות.
"אנו מקווים שהמחקר שלנו יספק מודעות רבה יותר עד כמה חשוב המיקרוביומה של התינוקות למעשה לעיצוב פיתוח", אמרה הסופרת הראשונה ג'ניפר היל, עוזרת פרופסור בביולוגיה מולקולרית, תאית והתפתחותית במכון Biofrontiers של CU. "עבודה זו מספקת גם הוכחות חדשות חשובות לכך שגישות מבוססות מיקרובה יכולות לשמש ביום מן הימים כדי לא רק למנוע אלא גם להפוך סוכרת."
משהו בסביבה
יותר משני מיליון מבוגרים בארה"ב חיים עם סוכרת מסוג 1, מחלה חשוכת מרפא בה הלבלב לא מצליח ליצור אינסולין (ההורמון שהופך גלוקוז לאנרגיה) והדם מתמלא בסוכר.
המחלה מתגלה בדרך כלל בילדות, וגנטיקה ממלאת תפקיד חזק. אולם מדענים גילו כי בעוד שתאומים זהים חולקים DNA המנטה אותם לסוכרת מסוג 1, רק תאום אחד בדרך כלל מקבל את המחלה.
"זה אומר לך שיש משהו בחוויות הסביבתיות שלהם שמשנה את הרגישות שלהם", אמר היל.
במשך שנים היא חיפשה למיקרובים לקבלת תשובות.
מחקרים קודמים מראים שילדים המונקים או נולדים בנרתיק, מה שיכולים לקדם מיקרוביומה של תינוקות בריאים, נוטים פחות לפתח סוכרת מסוג 1 מאחרים. מחקרים מסוימים מראים גם כי מתן תינוקות אנטיביוטיקה מוקדם יכול להרוג בשוגג באגים טובים עם סיכון סוכרת רע ולהגביר.
השאלות המתמשכות: אילו חיידקים מתפגרים תינוקות אלה?
"המחקר שלנו מזהה חלון קריטי בתחילת החיים כאשר חיידקים ספציפיים נחוצים לקידום התפתחות תאי הלבלב", אמר היל.
חלון הזדמנויות מפתח
היא הסבירה שתינוקות אנושיים נולדים עם כמות קטנה של "תאי בטא" של הלבלב, התאים היחידים בגוף המייצרים אינסולין.
אבל זמן מה בשנה הראשונה של התינוק, מתרחש גל של פעם בחיים בגידול תאי בטא.
"אם מכל סיבה שהיא, אנו לא עוברים אירוע זה של התרחבות ושגשוג, זה יכול להיות גורם לסוכרת", אמר היל.
היא ערכה את המחקר הנוכחי כחוקרת פוסט -דוקטורט באוניברסיטת יוטה עם הסופר הבכיר יוני סיבוב, פרופסור לפתולוגיה.
הם גילו שכאשר הם נתנו אנטיביוטיקה רחבה-ספקטרום לעכברים במהלך חלון ספציפי (המקבילה האנושית של כ -7 עד 12 חודשי חיים), העכברים פיתחו פחות תאים המייצרים אינסולין, רמות סוכר גבוהות יותר בדם, רמות אינסולין נמוכות יותר ופונקציה מטבולית גרועה יותר בבגרות.
"זה, בעיניי, היה מזעזע וקצת מפחיד," אמר סיבוב. "זה הראה כמה חשוב המיקרוביוטה בתקופה מוקדמת מאוד זו של התפתחות."
שיעורים בקקי התינוק
בניסויים אחרים, המדענים נתנו חיידקים ספציפיים לעכברים, וגילו כי כמה הם הגדילו את ייצורם של תאי בטא והגבירו את רמות האינסולין בדם.
החזק ביותר היה פטרייה שנקראת קנדידה דבלינינסיסו
הצוות השתמש בדגימות צואתיות מהקובעים הסביבים של סוכרת במחקר הצעיר (טדי) כדי להפוך את מה שהיל מכנה "סלאשי קקי" והאכיל אותם לעכברים.
כאשר החוקרים חיסו עכברים שזה עתה נולדו עם קקי מתינוקות בריאים בין 7 עד 12 חודשים בגיל, תאי הבטא שלהם החלו לצמוח. קקי מתינוקות בגילאים אחרים לא עשו את אותו הדבר.
ראוי לציין קנדידה דבלייניסיס היה בשפע אצל תינוקות אנושיים רק בתקופה זו.
"זה מצביע על כך שבני אדם יש גם חלון צרה של קולוניזציה על ידי תאי בטא המקדמים מיקרובים", אמר היל.
כאשר עכברים זכריים שהיו נוטים גנטית לסוכרת מסוג 1 הושבתו עם הפטרייה בינקותם, הם פיתחו סוכרת פחות מ -15% מהזמן. גברים שלא קיבלו את הפטרייה קיבלו סוכרת 90% מהזמן.
מבטיחה עוד יותר, כאשר החוקרים העניקו את הפטרייה לעכברים בוגרים שתאים מייצרים אינסולין שלהם נהרגו, התאים הללו התחדשו.
מוקדם מדי לטיפולים
היל מדגיש שהיא אינה "אנטיביוטיקה".
אבל היא כן מדמיינת יום בו הרופאים יכלו לתת תרופות או תוספי מזון מבוססי מיקרובה לצד אנטיביוטיקה כדי להחליף את החרקים התומכים במטבוליזם שהם הורגים בשוגג.
סליפות קקי (השתלות מיקרוביוטה צואתיות) כבר שימשו בניסוי כדי לנסות לשפר את הפרופילים המטבוליים של אנשים עם סוכרת מסוג 2, מה שעלול גם לפגוע בתאי בטא של הלבלב.
אך גישות כאלה יכולות להגיע עם סיכון אמיתי, מכיוון שמיקרובים רבים המועילים בילדות יכולים לגרום נזק בקרב מבוגרים. במקום זאת, היא מקווה שמדענים יוכלו יום אחד לרתום את המנגנונים הספציפיים בהם משתמשים החיידקים לפיתוח טיפולים חדשים לריפוי סוכרת הפוכה בלבלב.
לאחרונה סייעה להקים מתקן "נטול נבט" חדיש ללימוד המיקרוביומה של התינוקות ב- CU Boulder. שם ניתן לגדל בעלי חיים ולגדול אותם ב"בועות "סטריליות לחלוטין ללא חיידקים, ועל ידי הכנתם מחדש בזה אחר זה מדענים יכולים ללמוד שהם עובדים.
"מבחינה היסטורית פירשנו חיידקים כמשהו שאנחנו רוצים להימנע ממנו, אבל כנראה שיש לנו מיקרובים מועילים יותר מאשר פתוגנים," אמרה. "על ידי רתימת כוחם, אנו יכולים לעשות הרבה כדי להועיל לבריאות האדם."
