Την τελευταία δεκαετία, οι ερευνητές έχουν αναγνωρίσει τη σημασία της αμφίδρομης επικοινωνίας ανάμεσα στη μικροβιακή χλωρίδα του εντέρου και τον εγκέφαλο, γνωστή ως άξονας εντέρου-εγκεφάλου. Αυτές οι «συνομιλίες» μπορούν να τροποποιήσουν τον τρόπο λειτουργίας αυτών των οργάνων και περιλαμβάνουν ένα πολύπλοκο δίκτυο χημικών σημάτων που προέρχονται από τα μικρόβια του εντέρου και τον εγκέφαλο.
«Επί του παρόντος, είναι δύσκολο να προσδιοριστεί ποια είδη μικροβίων οδηγούν σε συγκεκριμένες εγκεφαλικές αλλοιώσεις σε έναν ζωντανό οργανισμό», δήλωσε ο κύριος συγγραφέας μιας νέας μελέτης, δρ Τόμας Χόρβαθ, καθηγητής παθολογίας και ανοσολογίας στο Baylor College of Medicine και στο Νοσοκομείο Παίδων του Τέξας. «Στη μελέτη μας παρουσιάζουμε ένα πολύτιμο εργαλείο που επιτρέπει την έρευνα των συνδέσεων μεταξύ των μικροβίων του εντέρου και του εγκεφάλου. Το εργαστηριακό μας πρωτόκολλο επιτρέπει την ταυτοποίηση και την ολοκληρωμένη αξιολόγηση των μεταβολιτών -ενώσεις που παράγουν τα μικρόβια- σε κυτταρικό επίπεδο και σε επίπεδο ολόκληρου του ζώου», εξήγησε.
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, πολλές μελέτες έχουν διαπιστώσει ότι τα μικρόβια του εντέρου επηρεάζουν και απομακρυσμένα όργανα, συμπεριλαμβανομένου του εγκεφάλου.
«Τα μικρόβια του εντέρου μπορούν να επικοινωνούν με τον εγκέφαλο μέσω διαφόρων οδών: μέσω της παραγωγής μεταβολιτών (όπως λιπαρά οξέα βραχείας αλύσου και πεπτιδογλυκάνες), νευροδιαβιβαστές (όπως το γ-αμινοβουτυρικό οξύ και η ισταμίνη), ενώσεις που ρυθμίζουν το ανοσοποιητικό σύστημα καθώς και άλλες», δήλωσε η συν-συγγραφέας της μελέτης, δρ Μελίντα Ένγκεβικ, επίκουρη καθηγήτρια αναγεννητικής και κυτταρικής ιατρικής στο Ιατρικό Πανεπιστήμιο της Νότιας Καρολίνας.
Ο ρόλος των μικροβίων στην υγεία του κεντρικού νευρικού συστήματος έχει επισημανθεί από μελέτες που συνδέουν το μικροβίωμα με το άγχος, την παχυσαρκία, τον αυτισμό, την σχιζοφρένεια, το Πάρκινσον και το Αλτσχάιμερ.
Για να δουν πώς ένας μόνο τύπος μικροβίου μπορεί να επηρεάσει το έντερο και τον εγκέφαλο, οι ερευνητές καλλιέργησαν πρώτα τα μικρόβια στο εργαστήριο, συνέλεξαν τους μεταβολίτες που παρήγαγαν και τους ανέλυσαν χρησιμοποιώντας φασματομετρία μάζας και μεταβολωμική ανάλυση. Η φασματομετρία μάζας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ταυτοποίηση άγνωστων ενώσεων με τον προσδιορισμό του μοριακού τους βάρους και για την ποσοτικοποίηση γνωστών ενώσεων. Η μεταβολωμική είναι μια τεχνική για τη μελέτη των μεταβολιτών σε μεγάλη κλίμακα.
«Η επίδραση των μεταβολιτών μελετήθηκε στη συνέχεια σε μίνι-έντερα, ένα εργαστηριακό μοντέλο ανθρώπινων εντερικών κυττάρων που διατηρεί τις ιδιότητες του λεπτού εντέρου και είναι φυσιολογικά ενεργό. Επιπλέον, οι μεταβολίτες του μικροβίου μπορούν να μελετηθούν σε ζωντανά ζώα», δήλωσε η Ένγκεβικ.
«Μπορούμε να επεκτείνουμε τη μελέτη μας σε μια κοινότητα μικροβίων», δήλωσε η Σπίνλερ. «Με αυτόν τον τρόπο διερευνούμε πώς οι μικροβιακές κοινότητες συνεργάζονται και επηρεάζουν τον ξενιστή. Αυτό το πρωτόκολλο δίνει στους ερευνητές έναν οδικό χάρτη για την κατανόηση του πολύπλοκου συστήματος επικονωνίας μεταξύ του εντέρου και του εγκεφάλου και των επιπτώσεών του», σημείωσε η επιστήμονας.
«Ελπίζουμε ότι η προσέγγισή μας θα βοηθήσει στη δημιουργία σχεδιασμένων κοινοτήτων ωφέλιμων μικροβίων που μπορούν να συμβάλουν στη διατήρηση ενός υγιούς οργανισμού. Το πρωτόκολλό μας προσφέρει επίσης έναν τρόπο για τον εντοπισμό πιθανών λύσεων όταν η κακή επικοινωνία μεταξύ του εντέρου και του εγκεφάλου οδηγεί σε ασθένεια», δήλωσε ο Χόρβαθ.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό «Nature Protocols».
