Η «συνομιλία» εντέρου - εγκεφάλου είναι μία πρόκληση για τους ερευνητές που αρχίζουν να αποκαλύπτουν τον ουσιαστικό της ρόλο.
Την τελευταία δεκαετία, οι ερευνητές έχουν αρχίσει να κατανοούν τη σημασία μιας αμφίδρομης επικοινωνίας που λαμβάνει χώρα μεταξύ των μικροβίων του γαστρεντερικού σωλήνα και του εγκεφάλου, γνωστής ως «άξονας εντέρου-εγκεφάλου». Αυτές οι «συνομιλίες» μπορούν να μεταβάλλουν τον τρόπο λειτουργίας αυτών των οργάνων και περιλαμβάνουν ένα πολύπλοκο δίκτυο χημικών σημάτων που προέρχονται από τα μικρόβια και τον εγκέφαλο και είναι πρόκληση για τους επιστήμονες να τα διαχωρίσουν προκειμένου να τα κατανοήσουν.
Επί του παρόντος, είναι δύσκολο να προσδιοριστεί ποια είδη μικροβίων οδηγούν σε συγκεκριμένες εγκεφαλικές αλλοιώσεις σε έναν ζωντανό οργανισμό, δήλωσε ο πρώτος συγγραφέας, Δρ. Τόμας Χόρβαθ, καθηγητής παθολογίας και ανοσολογίας στο Baylor College of Medicine και στο Texas Children's Hospital. Σε αυτή τη μελέτη παρουσιάζουμε ένα πολύτιμο εργαλείο που μας επιτρέπει να ερευνήσουμε τις συνδέσεις μεταξύ των μικροβίων του εντέρου και του εγκεφάλου. Το εργαστηριακό μας πρωτόκολλο επιτρέπει την ταυτοποίηση και την ολοκληρωμένη αξιολόγηση των μεταβολιτών -ενώσεων που παράγουν τα μικρόβια- σε κυτταρικό επίπεδο και σε επίπεδο ολόκληρου του ζώου.
Ο γαστρεντερικός σωλήνας φιλοξενεί μια πλούσια, ποικιλόμορφη κοινότητα ωφέλιμων μικροοργανισμών, συλλογικά γνωστή ως μικροβιόκοσμος του εντέρου. Εκτός από το ρόλο τους στη διατήρηση του εντερικού περιβάλλοντος, τα μικρόβια του εντέρου αναγνωρίζονται όλο και περισσότερο για την επιρροή τους σε άλλα απομακρυσμένα όργανα, συμπεριλαμβανομένου του εγκεφάλου.
Τα μικρόβια του εντέρου μπορούν να επικοινωνούν με τον εγκέφαλο μέσω διαφόρων οδών, για παράδειγμα, με την παραγωγή μεταβολιτών, όπως λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας και πεπτιδογλυκάνες, νευροδιαβιβαστές, όπως το γ-αμινοβουτυρικό οξύ και η ισταμίνη, και ενώσεις που ρυθμίζουν το ανοσοποιητικό σύστημα καθώς και άλλες, δήλωσε η συγγραφέας της έρευνας Δρ. Μελίνα Ένγκεβικ, επίκουρη καθηγήτρια αναγεννητικής και κυτταρικής ιατρικής στο Ιατρικό Πανεπιστήμιο της Νότιας Καρολίνας.
Ο ρόλος των μικροβίων στην υγεία του κεντρικού νευρικού συστήματος αναδεικνύεται από τις συνδέσεις μεταξύ του μικροβιώματος του εντέρου και του άγχους, της παχυσαρκίας, του αυτισμού, της σχιζοφρένειας, της νόσου του Πάρκινσον και της νόσου του Αλτσχάιμερ.
Τα ζωικά μοντέλα ήταν υψίστης σημασίας για τη σύνδεση των μικροβίων με αυτές τις θεμελιώδεις νευρικές διεργασίες, δήλωσαν οι ερευνητές. Το πρωτόκολλο της παρούσας μελέτης επιτρέπει στους ερευνητές να κάνουν βήματα προς την αποσαφήνιση της συγκεκριμένης συμμετοχής του «άξονα έντερο-εγκέφαλος» σε αυτές τις καταστάσεις, καθώς και του ρόλου του γενικότερα στην υγεία.
Διαβάστε σχετικά: «Άξονας Εντέρου-Εγκεφάλου»: Νέα έρευνα για τη σύνδεση μεταξύ ασθενειών του εγκεφάλου και του πεπτικού συστήματος
Ένας οδικός χάρτης για την κατανόηση του πολύπλοκου συστήματος κυκλοφορίας στον άξονα έντερο-εγκέφαλος
Μια στρατηγική που χρησιμοποίησαν οι ερευνητές για να αποκτήσουν εικόνα για το πώς ένας μόνο τύπος μικροβίου μπορεί να επηρεάσει το έντερο και τον εγκέφαλο συνίστατο στο να καλλιεργήσουν πρώτα τα μικρόβια στο εργαστήριο, να συλλέξουν τους μεταβολίτες που παρήγαγαν και να τους αναλύσουν χρησιμοποιώντας φασματομετρία μάζας και μεταβολωμική.
Η φασματομετρία μάζας είναι μια εργαστηριακή τεχνική που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ταυτοποίηση αγνώστων ενώσεων με τον προσδιορισμό του μοριακού τους βάρους και για την ποσοτικοποίηση γνωστών ενώσεων. Η μεταβολομική είναι μια τεχνική για τη μελέτη των μεταβολιτών σε μεγάλη κλίμακα.
Η επίδραση των μεταβολιτών μελετήθηκε στη συνέχεια με το μοντέλο mini-guts, ένα εργαστηριακό μοντέλο ανθρώπινων εντερικών κυττάρων που διατηρεί τις ιδιότητες του λεπτού εντέρου και είναι φυσιολογικά ενεργό, δήλωσε η Ένγκεβικ. Επιπλέον, οι μεταβολίτες του μικροβίου μπορούν να μελετηθούν σε ζωντανά ζώα.
Με αυτόν τον τρόπο διερευνάται πώς οι μικροβιακές κοινότητες συνεργάζονται, αλληλεπιδρούν και επηρεάζουν τον ξενιστή. Αυτό το πρωτόκολλο δίνει στους ερευνητές έναν οδικό χάρτη για την κατανόηση του πολύπλοκου συστήματος κυκλοφορίας μεταξύ του εντέρου και του εγκεφάλου και των επιπτώσεών του.
Καταφέραμε να δημιουργήσουμε αυτό το πρωτόκολλο χάρη σε μεγάλες διεπιστημονικές συνεργασίες στις οποίες συμμετείχαν κλινικοί γιατροί, επιστήμονες συμπεριφοράς, μικροβιολόγοι, επιστήμονες μοριακής βιολογίας και ειδικοί στη μεταβολωμική, δήλωσε ο Χόρβαθ.
Ελπίζουμε ότι η προσέγγισή μας θα βοηθήσει στη δημιουργία σχεδιασμένων κοινοτήτων ωφέλιμων μικροβίων που μπορούν να συμβάλλουν στη διατήρηση ενός υγιούς οργανισμού. Το πρωτόκολλό μας προσφέρει επίσης έναν τρόπο για τον εντοπισμό πιθανών λύσεων όταν η λανθασμένη επικοινωνία μεταξύ του εντέρου και του εγκεφάλου οδηγεί σε ασθένεια, συμπλήρωσε.
Έρευνα: Thomas D. Horvath et al, Interrogation of the mammalian gut–brain axis using LC–MS/MS-based targeted metabolomics with in vitro bacterial and organoid cultures and in vivo gnotobiotic mouse models, Nature Protocols (2022). DOI: 10.1038/s41596-022-00767-7
Απόδοση - Επιμέλεια: PsychologyNow.gr
Πηγή
*Απαγορεύεται ρητώς η αναπαραγωγή χωρίς προηγούμενη άδεια των υπευθύνων της ιστοσελίδας*
