Flora jelit ojca a jego potomstwo
Grafika stworzona przy pomocy kreatora obrazu Bing i zmodyfikowana przez autora.
Nasi mikroskopijni przyjaciele zamieszkujący jelita odgrywają często bardzo istotną rolę dla naszego zdrowia, o czym już kiedyś Wam opowiadaliśmy w jednym z naszych artykułów. Wpis dotyczył osi mózg⇆jelita (możecie wrócić do niego pod tym linkiem ↴ https://homoantropologus.blogspot.com/2023/10/grafika-wykonana-przez-autora-wpisu.html).
Dziś jednak przytoczymy bardzo intrygujące badanie i napiszemy kilka słów o znaczeniu dla zdrowia potomstwa stanu flory jelitowej ich ojców.
Badacze Argaw-Denboba i in. (2024) przeprowadzili pewien eksperyment na myszach. Chcieli sprawdzić, czy poziom i kondycja flory jelitowej samców będzie odciskać swoje piętno w fenotypie ich mysich potomków F1. Stworzyli indukowany model dysbiozy mikroflory jelitowej u izogenicznych samców myszy przez podawanie im niewchłanialnych antybiotyków (xABX). Ów antybiotyk nie może przenikać przez nabłonek przewodu pokarmowego, dlatego wszelkie reakcje reprodukcyjne odzwierciedlają odpowiedź na wyjałowioną florę jelitową myszy, a nie ogólnoustrojową ekspozycję na lek. Po 6 tygodniowej terapii xABX różnorodność i liczebność populacji bakterii jelitowych znacząco się zmniejszyła. Jednocześnie ta zmiana była odwracalna i po okresie 8 tygodni stan flory jelitowej powracał do poziomu wyjściowego. Analiza surowicy krwi nie wykazała obecności antybiotyku, co potwierdziło, że ta substancja nie jest wchłaniana przez jelita do organizmu i działa tylko w świetle przewodu pokarmowego.
Grafika stworzona przy pomocy Kreatora obrazów Bing
W kolejnym kroku samców poddanych antybiotykoterapii połączono w pary z samicami, które nie przyjmowały antybiotyku i miały zdrową florę jelitową. W efekcie otrzymali potomstwo F1, które było porównywalne do potomstwa z miotu samca i samicy nie zażywających antybiotyku. Badacze zweryfikowali parametry, takie jak masę urodzeniową, ilość potomstwa w miocie, śmiertelność okołoporodową. Zaobserwowano, że potomkowie samców poddanych terapii antybiotykiem charakteryzowali się mniejszą masą urodzeniową, w porównaniu do grupy potomstwa kontrolnego mysich rodziców posiadających zdrową florę jelit. Zauważono to zarówno u potomków płci męskiej jak i żeńskiej. Wielkość miotu w grupie badawczej, jak i kontrolnej była podobna. Dodatkowo odnotowano także, że potomstwo samców z ubogą florą jelitową wolniej przybierało na masie ciała i miało mniejszą masę ciała w okresie okołoporodowym, w porównaniu do potomstwa samców z grupy kontrolnej. Dodatkowo zaobserwowano, że potomstwo samców przyjmujących przez 6 tygodni antybiotyki, charakteryzowało się większą wartością wskaźnika śmiertelności okołoporodowej. Profilowanie transkryptomu potomstwa SRG, którego ojcem byli samce z ubogą florą jelitową, wykazało, że skupiały się one razem za pomocą analizy głównych składowych (PCA) i oddzielnie od potomstwa samców kontrolnych, wskazując powtarzalną odpowiedź molekularną F1. Odnotowano, że 2973 i 1563 genów o zróżnicowanej ekspresji (DEG) wykryto odpowiednio w mózgu F1 i brunatnej tkance tłuszczowej (BAT). Dane te potwierdzają międzypokoleniowy wpływ ubogiej flory jelitowej ojcowskiej na wzrost potomstwa, sieci metaboliczne i ich przeżycie.
Grafika stworzona przy pomocy Kreatora obrazów Bing
W drugiej części eksperymentu badacze wywołali zachwianie równowagi flory bakteryjnej mysich samców bez zastosowania antybiotyku. W jego miejsce zaaplikowali osmotyczne środki przeczyszczające (glikol polietylenowy PEG), co spowodowało dysbiozę. Zaobserwowali, że potomstwo pochodzące od samców leczonych PEG miało znacząco niższą masę ciała, ze zwiększoną podatnością na SGR i przedwczesną śmiertelność.
Ponadto, po odstawieniu antybiotyku po upływie 8 tygodni (czyli po odbudowie flory bakteryjnej jelit samców), potomstwo F1 tych samców nie różniło się od potomstwa myszy kontrolnych. To badanie wskazało wyraźnie, że zaburzenia mikroflory jelitowej u ojców (w tym przypadku badania były prowadzone na mysim modelu) zwiększają ryzyko wystąpienia u potomstwa zaburzeń rozwojowych i przedwczesnej śmiertelności.
Źródła:
Argaw-Denboba A., Schmidt T.S.B., Di Giacomo M., Ranjan B., Devendran S., Mastrorilli E., Lloyd C. T. i in. 2024. Paternal microbiome perturbations impact offspring fitness, Nature, https://doi.org/10.1038/s41586-024-07336-w
