Bunu her gün reklamlarda görürsünüz: Kırışıklıkları azaltan kremler ve losyonlar, gri saçları yok eden boyalar ve kas ve eklem ağrılarını azaltan ilaçlar. Yaşlanmak, bu yüzey seviyesindeki değişikliklerin yanı sıra, beyinde artan iltihaplanma (Czirr & Wyss-Coray, 2012), retinada bozulma (Hoh Kam ve diğerleri, 2010) ve geçirgenlik dahil olmak üzere vücudun iç fizyolojisini de etkiler. bağırsak duvarları (Ma ve diğerleri, 1992). Birçok endüstri, yaşlanma belirtilerini tersine çevirmek amacıyla inşa edilmiştir. Ancak vücuttaki yaşlanmanın etkilerine saçınızı boyamaktan daha derin bir seviyede karşı koymanın bir yolu var mı? Bir grup bilim insanı, fekal mikrobiyota transferini kullanarak beyindeki yaşlanmayla ilgili sonuçları geri döndürmenin benzersiz bir yolunu önermektedir (FMT; Parker ve diğerleri, 2022).

FMT, parabiosis ilkelerini kullanır (Gerçek bir Knowing Neurons makalesine bakın) okuyun!) sağlıklı bağırsakta yaşayan bakteri ve mikroorganizmaların tamamı olarak tanımlanan (Sommer ve diğerleri, 2013) bağırsak mikrobiyomlarını yaşlı ve genç fareler arasında değiştirmek için. Bağırsak mikrobiyomunu değiştirmek için FMT kullanmanın beyin ve vücuttaki enflamasyonu değiştirdiği hipotezini test etmek için Parker ve meslektaşları, 3 aylık fareler (genç fareler) ve 24 aylık fareler (yaşlı fareler) içeren bir fare modeli kullandılar. ). Deney başlamadan önce, araştırmacılar önce genç ve yaşlı fare mikrobiyomları için temel oluşturmak üzere dışkı maddesi topladılar. Daha sonra, bağırsaklarında bulunan bakterileri azaltmak için farelere üç gün boyunca antibiyotik verildi. Antibiyotik tedavisinden sonra, araştırmacılar başka bir dışkı örneği topladılar. Bu ilk adımların ardından, sıvılaştırılmış dışkının burundan verildiği ve deney gruplarına göre farelerin dışkı içeren kafeslere yerleştirildiği iki tur FMT gerçekleştirildi. Bu çalışmadaki deney grupları, genç farelerden FMT alan yaşlı fareler ve yaşlı farelerden FMT alan genç farelerken, kontrol grupları, diğer genç farelerden FMT veya fekal olmayan bir kontrol solüsyonu (genç kontrol fareleri olarak adlandırılır) alan genç farelerdi ve diğer yaşlı farelerden veya fekal olmayan bir kontrol solüsyonundan (yaşlı kontrol fareleri olarak adlandırılır) FMT alan yaşlı fareler. FMT'den sonra, beş gün ve iki hafta sonra dışkı toplandı. Bu deneysel tasarım, araştırmacıların bağırsak mikrobiyomunun yaşının beyin, retina ve bağırsaklardaki süreçleri nasıl etkilediğini incelemelerini sağladı.

Parker ve diğerleri, 2022'den grafik özet

…yaşlı bir fareye genç bir mikrobiyom aşılamak, yaşla birlikte görülen bağışıklık tepkisini geri alır.

Araştırmacılar ilk olarak FMT'nin beynin yerleşik bağışıklık hücreleri olan mikroglia'nın korteks ve korpus kallozumdaki (beynin iki tarafının birbiriyle iletişim kurmasını sağlayan devasa bir nöron demeti) enflamatuar tepkisini nasıl etkilediğini araştırdı (Heneka ve diğerleri, 2019). ; Erny ve diğerleri, 2015). Yaşlı kontrol fareleri, normal yaşlanma sürecini yansıtan genç kontrol farelerinden daha aktif mikrogliaya sahipti. Bununla birlikte, genç mikrobiyomlara sahip yaşlı fareler, yaşlı kontrol farelerine göre çok daha az mikroglia aktivasyonuna sahipti. Şaşırtıcı bir şekilde, mikroglia tepkisi, genç kontrol farelerinde gözlemlenene oldukça benzerdi. Yaşlı mikrobiyomlara sahip genç fareler, yaşlı kontrol farelerinde görülen aktivasyon seviyelerine benzer şekilde, genç kontrol farelerinden çok daha fazla mikroglia aktivasyonuna sahip olduğundan, aynı model ters yönde de gösterildi. Bu, mikrobiyomun yaşının beyindeki bağışıklık tepkisini etkilediğini ve yaşlı bir fareye genç bir mikrobiyom aşılamanın yaşla birlikte görülen bağışıklık tepkisini geri aldığını gösteriyor. Benzer şekilde, genç bir fareye yaşlı bir mikrobiyom vermek, yaşın beynin bağışıklık hücreleri üzerindeki etkisini hızlandırır.

…mikrobiyom, retinadaki yaşa bağlı süreçleri etkiler…

Araştırmacılar beyni incelemenin yanı sıra bağırsak mikrobiyomunun yaşının retinayı nasıl etkilediğini de araştırdılar. Genel olarak, genç farelere kıyasla yaşlı farelerin retinada iltihaplanmayı arttırdığı gösterildi. Bununla birlikte, FMT'den sonra, genç mikrobiyomlara sahip yaşlı fareler, genç kontrol farelerininkine benzer retina inflamasyon seviyelerine sahipti. Beyindeki bulgular doğrultusunda bunun tersi de doğruydu. Yaşlı mikrobiyomlara sahip genç farelerde, yaşlı kontrol farelerine benzeyen retina iltihabı vardı. Bağırsak mikrobiyomu ayrıca görsel sistemin başka bir bölümünü de etkiler: üretiminin yaşla birlikte azaldığı bilinen RPE65 proteininin yardımıyla fotoreseptörlerin retinada yenilenme yeteneği (Cai ve diğerleri, 2009). Genç mikrobiyomlara sahip yaşlı farelerde, yaşlı kontrol farelerine kıyasla artan miktarda RPE65 proteini vardı. Aslında, bu protein seviyeleri, genç farelerdeki seviyelere benzerdi. Ayrıca yaşlı mikrobiyomlara sahip genç fareler, genç kontrol farelerinden çok daha az RPE65'e sahipti ve yaşlı farelerde görülen seviyelerle karşılaştırılabilir protein seviyeleri vardı. Genel olarak, bu, mikrobiyomun retinadaki yaşla ilgili süreçleri etkilediğini, genç mikrobiyomların tersine döndüğünü ve yaşlı mikrobiyomların yaşlanma ile ilişkili süreçleri hızlandırdığını gösteriyor.

Bir diğer önemli organ olan bağırsaklar da yaşlanmanın etkilerinden korunmuyor: Bağırsak duvarını oluşturan hücre tabakası zamanla sızdırıyor (Cui ve ark. 2019; Thevaranjan ve ark. 2017). Yaşlanma sürecinde bağırsak duvarının stabilitesi azalır ve daha geçirgen hale gelir, bu da bakterilerin çevreye sızmasına izin verir ve bu da genel iltihaplanmayı artırır (Cui ve diğerleri, 2019; Thevaranjan ve diğerleri, 2017). Bu çalışmada araştırmacılar, mikrobiyomun yaşının bağırsak duvarlarının stabilitesini etkilediğini gösterdi. Genç bir mikrobiyomu olan yaşlı farelerde, bağırsaklar yaşlı kontrol farelerine göre daha az sızdırıyordu. Aslında, genç bir mikrobiyomu olan yaşlı farelerdeki bağırsak geçirgenliği, genç farelerde görülen geçirgenliğe benzerdi. Genç mikrobiyomlara sahip yaşlı farelerde ayrıca iltihaplanma seviyeleri ve genç farelere benzer kanda bakteri kanıtı vardı. Bir kez daha, yaşlı mikrobiyomlara sahip genç farelerin bağırsakları, genç mikrobiyomlara sahip genç farelere göre daha sızdıran bir bağırsağa ve daha fazla iltihaplanmaya sahip olarak, yaşlı mikrobiyomlara sahip yaşlı farelere benzer şekilde davrandı. Bu sonuçlar, yaşlanmış mikrobiyomların bağırsak geçirgenliğindeki artışa katkıda bulunduğu ve bunun da bakterilerin kan dolaşımına sızmasına izin vererek inflamasyonda artışı kolaylaştırdığı hipotezini desteklemektedir. Daha da önemlisi, genç bir mikrobiyomun FMT yoluyla tanıtılması, yaşa bağlı bu etkileri tersine çevirir.

…bağırsak mikrobiyomunun yaşı beyin, retina ve bağırsağın fonksiyonlarını etkiler.

Çalışmanın sonuçları, bağırsak mikrobiyom yaşının beyin, retina ve bağırsak fonksiyonlarını etkilediğini gösteriyor. Fakat genç ve yaşlı mikrobiyomlar birbirinden nasıl farklıdır? Bu soruyu cevaplamak için araştırmacılar, deney boyunca toplanan dışkı örneklerinde bulunan mikrobiyomun DNA'sını sıraladılar. Genç ve yaşlı mikrobiyom, FMT oluşmadan önce zaten farklı genetik yapılara sahipti, ancak FMT, her iki mikrobiyomun da genetik bileşimini önemli ölçüde değiştirdi. Yaşlı mikrobiyomlara sahip genç fareler, yaşlı kontrol farelerine çok benzer bir bileşime sahipken, genç mikrobiyomlara sahip yaşlı farelerdeki genetik bileşim, yaşlı kontrol farelerinden ve ayrıca genç mikrobiyomlara sahip genç farelerden farklıydı - bunlar arasında bir yerdeydiler. Yaşlı kontrol fareleri ve yaşlı mikrobiyomları olan genç fareler, çoğunlukla Oscillibakter ve Prevotella cins Firmicutes filum ve Lactobacillus johnsonii genç kontrol fareleri ve genç mikrobiyomlara sahip yaşlı fareler çoğunlukla bakterilere sahipti. Bifidobacterium, Ackermansia, parabakteroidler, Clostridium, ve Enterokok gruplar. Araştırmacılar, yaşa bağlı bu değişikliklerin potansiyel nedenini araştırırken, lipit ve vitamin üretiminde yer alan yolların (bakteriler tarafından üretilen metabolitlere dayanan) yaşlı ve genç mikrobiyomlar arasında farklılık gösterdiğini buldular. Bu gözlemin bir dezavantajı var - FMT'den iki hafta sonra mikrobiyom bileşimi arasında büyük farklılıklar olmadığı için, farklı bakteri türlerinin bolluğundaki değişiklikler ve bunların bağırsaktaki potansiyel işlevi uzun sürmedi.

Genel olarak, bu çalışma bağırsak mikrobiyomunun beyin, göz ve bağırsaktaki yaşa bağlı süreçleri etkilediğini gösterdi. Alıcı farenin yaşından bağımsız olarak yaşlanan mikrobiyomlar, beyin, retina ve bağırsaklarda daha fazla iltihaplanmaya, retinadaki fotoreseptörlerde daha az rejenerasyon potansiyeline ve bağırsaklardan daha fazla bakteri sızmasına neden oldu. Öte yandan, genç mikrobiyomların yaşlı farelere verilmesi bu yaşlanma etkilerini tersine çevirdi. Bunun nedeni, yaşlı ve genç mikrobiyomların bakteri bileşimindeki farklılıklar ve bu değişikliklerin lipit ve vitamin üretiminden sorumlu yollar üzerindeki etkisi olabilir. Bu çalışmada ele alınmayan bir soru, davranışsal bellek testlerinde ne kontrol fareleri ne de FMT fareleri farklı davranmadığından, mikrobiyom yaşının bilişsel performansı nasıl etkilediğiydi. Biliş ve hafızanın yaşla birlikte azaldığı bilindiğinden ve mikrobiyomun yaşa bağlı bilişsel gerilemedeki rolünü anlamak, olası biyolojik temellere ilişkin önemli bilgiler sağlayabileceğinden, gelecekteki araştırmalar da bu soruya odaklanmalıdır. Gelecekteki araştırma sorularının izlemesi gereken bir başka yön de, diyetin bağırsak mikrobiyomunun bileşimi üzerindeki etkisi olacaktır. Önceki çalışmalar, farklı diyetlerin hem kısa vadede (David ve diğerleri, 2014) hem de uzun vadede (Wu ve diğerleri, 2011) bağırsaktaki mikrop türlerini değiştirdiğini göstermiştir. Diyetteki değişiklikler bağırsak mikrobiyomunun bileşimini değiştirebiliyorsa, beyin, retina ve bağırsaklardaki bu yaşlanma belirtilerini de azaltabilirse ne olur?

Diyetteki değişiklikler bağırsak mikrobiyomunun bileşimini değiştirebiliyorsa, beyin, retina ve bağırsaklardaki bu yaşlanma belirtilerini de azaltabilirse ne olur?

Yazarlar Hakkında

Tarafından yazılmıştır Holly Korthas, İle gösterilen Federica Raguseo, Tarafından düzenlendi Johanna Popp, sarah wade, ve Lauren Wagner

Referanslar

Cai, X., Conley, SM ve Naash, MI (2009). RPE65: görsel döngüdeki rolü, insan retina hastalığı ve gen terapisi. Oftalmik Genetik, 30(2), 57-62. https://doi.org/10.1080/13816810802626399

Cui, H., Tang, D., Garside, GB, Zeng, T., Wang, Y., Tao, Z., Zhang, L., & Tao, S. (2019). Wnt Sinyali, Bağırsak Kök Hücrelerinin Yaşlanmaya Bağlı Farklılaşma Bozukluğuna Aracılık Eder. Kök Hücre İncelemeleri ve Raporları, 15(3), 448-455. https://doi.org/10.1007/s12015-019-09880-9

Czirr, E. ve Wyss-Coray, T. (2012). Nörodejenerasyonun immünolojisi. Clinical Investigation Dergisi, 122(4), 1156-1163. https://doi.org/10.1172/JCI58656

David, L., Maurice, C., Carmody, R. ve ark. Diyet, insan bağırsağı mikrobiyomunu hızlı ve tekrarlanabilir bir şekilde değiştirir. Tabiat 505, 559 – 563 (2014). https://doi-org.proxy.library.georgetown.edu/10.1038/nature12820

Erny, D., Hrab? de Angelis, AL, Jaitin, D., Wieghofer, P., Staszewski, O., David, E., Keren-Shaul, H., Mahlakoiv, T., Jakobshagen, K., Buch, T., Schwierzeck, V ., Utermöhlen, O., Chun, E., Garrett, WS, McCoy, KD, Diefenbach, A., Staeheli, P., Stecher, B., Amit, I. ve Prinz, M. (2015). Konak mikrobiyotası, CNS'deki mikroglia'nın olgunlaşmasını ve fonksiyonunu sürekli olarak kontrol eder. Nature Neuroscience, 18(7), 965-977. https://doi.org/10.1038/nn.4030

Heneka MT (2019). Mikroglia, nörodejeneratif hastalıkta merkez sahneyi alır. Doğa Yorumları. immünoloji, 19(2), 79-80. https://doi.org/10.1038/s41577-018-0112-5

Hoh Kam, J., Lenassi, E. ve Jeffery, G. (2010). Yaşlanan gözleri görüntüleme: yaşlanan fare retinasında amiloid Beta birikiminin çeşitli bölgeleri ve makrofajların yukarı regülasyonu. PloS One, 5(10), e13127. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0013127

Ma, TY, Hollander, D., Dadufalza, V. ve Krugliak, P. (1992). Yaşlanma ve kalori kısıtlamasının bağırsak geçirgenliği üzerine etkisi. Deneysel Gerontoloji, 27(3), 321-333. https://doi.org/10.1016/0531-5565(92)90059-9

Parker, A., Romano, S., Ansorge, R., Aboelnour, A., Le Gall, G., Savva, GM, Pontifex, MG, Telatin, A., Baker, D., Jones, E., Vauzour , D., Rudder, S., Blackshaw, LA, Jeffery, G., & Carding, SR (2022). Genç ve yaşlı fareler arasındaki dışkı mikrobiyota transferi, yaşlanan bağırsak, göz ve beynin ayırt edici özelliklerini tersine çevirir. mikrobiyomları, 10(1), 68.
https://doi.org/10.1186/s40168-022-01243-w

Sommer, F. ve Bäckhed, F. (2013). Bağırsak mikrobiyotası—konak gelişimi ve fizyolojisinin ustaları. Doğa İncelemeleri. Mikrobiyoloji, 11(4), 227-238. https://doi.org/10.1038/nrmicro2974

Thevaranjan, N., Puchta, A., Schulz, C., Naidoo, A., Szamosi, JC, Verschoor, CP, Loukov, D., Schenck, LP, Jüri, J., Foley, KP, Schertzer, JD, Larché, MJ, Davidson, DJ, Verdú, EF, Surette, MG ve Bowdish, DME (2017). Yaşa Bağlı Mikrobiyal Disbiyoz Bağırsak Geçirgenliğini, Sistemik Enflamasyonu ve Makrofaj Disfonksiyonunu Teşvik Eder. Hücre Konakçı ve Mikrop, 21(4), 455–466.e4. https://doi.org/10.1016/j.chom.2017.03.002

Wu, GD, Chen, J., Hoffmann, C., Bittinger, K., Chen, YY, Keilbaugh, SA, Bewtra, M., Knights, D., Walters, WA, Knight, R., Sinha, R. , Gilroy, E., Gupta, K., Baldassano, R., Nessel, L., Li, H., Bushman, FD ve Lewis, JD (2011). Uzun vadeli diyet kalıplarını bağırsak mikrobiyal enterotipleriyle ilişkilendirmek. Bilim (New York, NY), 334(6052), 105-108. https://doi-org.proxy.library.georgetown.edu/10.1126/science.1208344

Bu makale ilk olarak göründü Nöronları Tanımak