המיקרוביוטה של המעיים של האב משפיעה על הדור הבא

מחקר שערכה קבוצתו של האקט במעבדה האירופית לביולוגיה מולקולרית (EMBL) ברומא מצא כי שיבוש המיקרוביום במעיים בעכברים זכרים מגביר את הסיכון למחלות אצל צאצאיהם העתידיים.

המיקרוביום של המעי הוא קהילת המיקרוביאלים השוכנת במערכת העיכול. הוא אחראי על ייצור אנזימים, מטבוליטים ומולקולות אחרות החשובות לחילוף החומרים של המארח ולתגובתו לסביבה.

לכן, מיקרוביום מעיים מאוזן חשוב לבריאות היונקים, ומסייע בוויסות המערכת החיסונית והאנדוקרינית. דבר זה, בתורו, משפיע על הפיזיולוגיה של הרקמות בכל הגוף. עם זאת, מעט היה ידוע על השפעת המיקרוביום המעיים על תפקוד הרבייה של המארח והאם מיקרוביום אבהי שונה יכול להשפיע על בריאות צאצאיו.

קבוצתו של האקט ב-EMBL ברומא, יחד עם קבוצותיהם של בורק וצימרמן ב-EMBL בהיידלברג, יצאה למטרה לענות על שאלה זו. תוצאותיהם, שפורסמו בכתב העת Nature, הראו כי שיבוש המיקרוביום במעיים בעכברים זכרים מגביר את הסבירות שצאצאיהם ייוולדו עם משקל לידה נמוך ויהיו בסיכון מוגבר למוות בטרם עת.

העברת מידע לדור הבא

כדי לחקור את השפעת המיקרוביום במעי על רבייה זכרית ועל צאצאיהם, החוקרים שינו את הרכב המיקרובים במעיים של עכברים זכרים על ידי טיפול בהם באנטיביוטיקה נפוצה שאינה חודרת לזרם הדם. מצב זה גורם למצב הנקרא דיסביוזיס, שבו המערכת האקולוגית המיקרוביאלית במעיים הופכת לא מאוזנת.

לאחר מכן, המדענים ניתחו שינויים בהרכב המטבוליטים החשובים באשכים. הם מצאו כי דיסביוזה בעכברים זכרים השפיעה על הפיזיולוגיה של האשכים, כמו גם על הרכב המטבוליטים ועל איתות הורמונלי. לפחות חלק מההשפעה הזו נבעה משינויים ברמות ההורמון המרכזי לפטין בדם ובאשכים של זכרים עם דיסביוזה מושרת.

תצפיות אלו מצביעות על כך שליונקים יש "ציר מעי-נבט" המהווה קשר חשוב בין המעי, המיקרוביוטה שלו וקו הנבט.

כדי להבין את החשיבות של "ציר מעי-נבט" זה לתורשה, המדענים הרבעו זכרים שלא טופלו או דיסביוטיים עם נקבות שלא טופלו. לגורים של אבות דיסביוטיים היה משקל לידה נמוך משמעותית ותמותה מוגברת לאחר הלידה. שילובים שונים של אנטיביוטיקה, כמו גם טיפול בחומרים משלשלים הגורמים לדיסביוזה (אשר גם משבשים את המיקרוביוטה), היו בעלי השפעות דומות על הצאצאים.

חשוב לציין, שהאפקט הזה הפיך. לאחר הפסקת הטיפול באנטיביוטיקה, המיקרוביום של האבות משוחזר. כאשר עכברים עם מיקרוביום משוחזר מזדווגים עם נקבות שלא טופלו, צאצאיהם נולדים במשקל תקין ומתפתחים בצורה תקינה.

"צפינו שההשפעות הבין-דוריות נעלמו לאחר שהמיקרוביום הרגיל שוחזר. משמעות הדבר היא שכל שינוי במיקרוביום המעיים שעלול לגרום להשפעות בין-דוריות ניתן למנוע אצל אבות עתידיים", אמר פאר בורק, מנהל EMBL היידלברג, שהיה מעורב במחקר.

"הצעד הבא הוא להבין בפירוט כיצד גורמים סביבתיים שונים, כגון תרופות כולל אנטיביוטיקה, יכולים להשפיע על קווי הנבט של האב ולכן על התפתחות העובר."

איילה דנבובה, המחברת הראשונה של המאמר ופוסט-דוקטורנטית לשעבר בקבוצתו של האקט, כיום ראשת קבוצה במכון מקס פלאנק לאימונולוגיה ואפיגנטיקה בפרייבורג, גרמניה, הוסיפה: "המחקר נבע מרצון להבין את השפעת הסביבה על אבות על ידי התייחסות למיקרוביום המעיים כגשר בין אינטראקציות בין מארח לסביבה, ויצירת מודל סיבה מספק להערכת סיכונים בריאותיים בין-דוריים במערכות אקולוגיות מורכבות."

השפעת האבות על הסיכון למחלות במהלך ההריון

בעבודתם, האקט ועמיתיו מצאו גם כי פגמים בשליה, כולל וסקולריזציה לקויה וגדילה איטית, היו שכיחים יותר בהריונות של גברים דיסביוטיים. השליות הפגומות הראו סימנים לסיבוך הריוני נפוץ בבני אדם הנקרא רעלת הריון, המוביל לגדילה לקויה אצל הצאצאים ומהווה גורם סיכון למגוון רחב של מחלות בהמשך החיים.

"המחקר שלנו מדגים את קיומו של ערוץ תקשורת בין המיקרוביום של המעיים למערכת הרבייה אצל יונקים. יתר על כן, גורמים סביבתיים המשבשים את האותות הללו אצל אבות הרות מגבירים את הסיכון לבריאות שלילית של הצאצאים על ידי שינוי התפתחות השליה", אמר ג'יימי האקט, רכז פרויקט המחקר ומנהיג קבוצת EMBL רומא.

"משמעות הדבר היא שבעכברים, הסביבה האבהית מיד לפני ההתעברות יכולה להשפיע על תכונות הצאצאים ללא קשר לתורשה גנטית."

"במקביל, מצאנו שהאפקט הזה מתרחש רק בדור אחד, ועליי להדגיש שיש צורך במחקר נוסף כדי לבחון עד כמה השפעות אלו נפוצות והאם הן רלוונטיות לבני אדם. ישנם הבדלים אינהרנטיים שיש לקחת בחשבון בעת תרגום ממצאי עכברים לבני אדם."

האקט המשיך: "אך בהתחשב בשימוש הנרחב בשיטות תזונתיות ואנטיביוטיות בתרבות המערבית, הידועות כמשבשות את המיקרוביום של המעיים, חשוב לבחון מקרוב את ההשפעות הבין-דוריות של אבות וכיצד הן עשויות להשפיע על תוצאות ההריון ועל הסיכון למחלות באוכלוסייה."