میزان اهمیت میکروبیوم روده و ارتباط آن با ژنتیک افراد
7 نوامبر 2016- محققان مرکز دیابت جاسلین نشان دادند که موفقیت درمان های میکروبیومی ممکن است به ژنتیک فرد یا حیوان تحت درمان بستگی داشته باشد.
میکروبیوم روده - باکتریهایی که در دستگاه گوارش ما زندگی می کنند- نقش عمده‌ای در سلامت ما دارند. دانشمندان در سراسر جهان در حال مطالعه‌ی روشهای درمانی برای دستکاری میکروبیوم روده از جمله استفاده از پروبیوتیک‌ها (مانند کشت میکروبهای زنده در ماست)، پری بیوتیک‌ها (فیبرهای خوراکی برای ترویج باکتریهای مفید)، آنتی بیوتیک‌ها و انتقال یا پیوند میکروبیوم از افراد سالم به افراد بیمار هستند. حال گروهی از محققان مرکز دیابت جاسلین نشان دادند که چگونه موفقیت این درمانهای میکروبیومی تحت تأثیر ژنتیک فرد یا حیوان قرار می‌گیرد.
در این پژوهش که در مجله‌ی Clinical Investigationمنتشر گردید، تحقیقاتی بر روی سه گونه‌ی ژنتیکی مختلف از موشها( دو گونه‌ی نزدیک به یکدیگر و یک گونه‌ی دیگر) توسط محققان مرکز دیابت جاسلین انجام شد. آنها کشف کردند که تجویز آنتی بیوتیک‌ها برای این موشها دارای اثرات بسیار متفاوتی بر میکروبیوم آنها می باشد، همچنین تأثیرات متفاوتی بر حساسیت آنها به انسولین، التهاب بافتی و اعمال متابولیکی مرتبط نظیر مقدار قند خون آنها بر جا می‌گذارد. این تأثیرات متفاوت به پس زمینه‌ی ژنتیکی موشهای تحت درمان بستگی دارد.
پرفسور Kahnنویسنده‌یارشد و مدیر بخش آکادمیک جاسلین و استاد پزشکی در دانشگاه هاروارد می گوید: نتایج تحقیقات ما نشان می دهد که پس زمینه‌ی ژنتیکی موشها و انسانهایی که به مشکلات گوارشی و بیماریهای متابولیکی مبتلا هستند و تحت این نوع از درمانها قرار می‌گیرند، می تواند تفاوت بزرگی را در پاسخ به تغییرات میکروبیوم در روده ایجاد کند.
او افزود: تحقیقات ما نشان می‌دهد که اکثر مردم از نظر ژنتیکی مستعد تأثیرات تغییرات میکروبیومی هستند و درمانهایی که سبب تغییر میکروبیوم در روده ی آنها می شود، می‌تواند تغییرات بزرگی را در برخی افراد ایجاد کند درحالیکه در افراد دیگر که از نظر ژنتیکی مستعد تأثیرات میکروبیومی نیستند، این تغییرات ایجاد نمی‌گردد. بنابراین درک این عوامل ژنتیکی می‌تواند نقش مهمی در پیش بینی مزایای درمانهای میکروبیومی در آینده برای چاقی و بیماریهای متابولیکی داشته باشد.
در میان 3 گونه از موشهای مورد مطالعه، یک گونه مستعد ابتلا به دیابت و چاقی بود، گونه ی دوم به ابتلا به چاقی مستعد بوده اما مستعد ابتلا به دیابت نبود و گونه سوم مستعد ابتلا به هیچ یک از این دو بیماری نبود.
همه ی موشها با رژیم غذایی پرچرب پرورش یافتند، این رژیم غذایی احتمال ایجاد تغییراتی را که منجر به ابتلا موشها به چاقی و دیابت می شود، بالا می برد. در مرحله‌ی بعد، به آنها یکی از دو نوع آنتی بیوتیکی که معمولاً در طب استفاده می‌شود، داده شد. یکی ازاین دو نوع آنتی بیوتیک وارد جریان خون می‌شود و دیگری وارد جریان خون نمی‌شود، هر یک از این دو نوع آنتی بیوتیک دارای تأثیرات متفاوتی بر میکروبیوم روده هستند.
محققان دریافتند موشهایی که مستعد چاقی و دیابت بودند، درمان با هر یک از این دو نوع آنتی بیوتیک نه تنها ترکیب میکروبیوم روده‌ی آنها را تغییر می دهد بلکه سبب بهبود بهبود متابولیسم آنها و کاهش قندخون، کاهش التهاب بافتی و افزایش پیام رسانی انسولین گردید. اما تغییرات ایجاد شده در میکروبیوم دو گونه‌ی دیگر، دارای چنین تغییرات مثبتی بر متابولیسم آنها نبود.
دانشمندان توانستند از طریق انتقال میکروبیوم روده‌ی موشهای تحت درمان با این آنتی بیوتیک‌ها، بسیاری از این تغییرات متابولیکی مشاهده شده در موشهای مستعد به چاقی و دیابت را، در موشهای فاقد میکروبیوم طبیعی، تکرار کنند. دکتر Kahnگفت: این یافته‌ها از این فرضیه که اثرات آنتی بیوتیک‌ها بر میکروبیوم بیش از هر مکانیزم بیولوژیکی دیگری موجب بروز تغییرات متابولیکی می‌شود، حمایت می‌کند.
محققان با بررسی تغییرات متابولیسمی در میان این موشها دریافتند یک عامل بزرگ و تعیین کننده ی پاسخ متابولیسمی در موشها، اسیدهای صفراوی هستند. اسیدهای صفراوی مولکولهایی می باشند که توسط کبد به روده ترشح شده و به جذب چربیها در روده کمک می کنند.
دکتر Kahnگفت: علاوه بر این، باکتریها در روده با ایجاد تغییرات شیمیایی در اسیدهای صفراوی به آنها کمک می کنند تا به اشکال قابل جذب به خون، تغییر شکل دهند و با این کار به پاسخ به التهاب کمک می کنند. تأثیر آنتی بیوتیک‌ها بر متابولیسم اسیدهای صفراوی در میان این سه گونه از موشها با یکدیگر متفاوت بود، این تفاوت می‌تواند تاحدی پاسخ‌های متفاوت این گونه‌ها را به التهاب بافت، پیام رسانی انسولین و سایراعمال متابولیکی توضیح دهد. بنابراین ما با استفاده از این مدلهای جانوری نشان دادیم که ارتباطی بین تغییرات میکروبیوم و تغییر در التهاب که منجر به مقاومت به انسولین می‌شود، وجود دارد.
در حال حاضر، محققان مرکز جاسلین در حال بررسی جزئیات بیشتری در مورد نحوه‌ی دخالت اسیدهای صفراوی بر سایر متابولیت‌های( مولکولهای کوچک) تاثیرگذار بر کنترل متابولیسم هستند.
دکتر Kahnمی گوید: اسیدهای صفراوی در حقیقت سرنخی از موضوع اصلی هستند، در ادامه‌ی تحقیقات، ما صدها متابولیت را در انسان شناسایی کردیم که در پاسخ به تغذیه و آنتی بیوتیک‌ها به میزان زیادی تغییر می کنند. ما در حال تلاش برای کشف این متابولیتها هستیم و اینکه چگونه این متابولیتها ممکن است بر حساسیت به انسولین تاثیر گذارند، این متابولیتها تنظیم کننده های مهم قند خون یا افزایش وزن هستند، دو عاملی که ما خواهان بهبود آنها در بیماران مبتلا به پیش دیابت هستیم.
او می گوید: ما همچنین در حال بررسی تاثیر احتمالی این متابولیت‌های تغییرپذیر بر رفتارهای بالینی اعم از رفتارها و عادات غذایی تا افسردگی و اضطراب می باشیم، با درک بهتر این مکانیزمها، محققان می توانند پیش بینی بهتری از بیمارانی که بهترین پاسخ را به درمانهای میکروبیومی می دهند، داشته باشند، اگر بتوانیم افرادی را که به احتمال زیاد از تغییر میکروبیوم روده بهره مند می شوند را شناسایی کنیم، ممکن است بتوانیم تغییر بزرگی در وضعیت آنها ایجاد نماییم.
منبع و سایت:
Journal of Clinical Investigation, 2016; DOI: 10.1172/JCI86674
www.sciencedaily.com/releases/2016/11/161107160749.htm