จุลินทรีย์ในลำไส้ของพ่อมีอิทธิพลต่อคนรุ่นต่อไป

การศึกษาที่นำโดยกลุ่มของแฮ็กเก็ตต์ที่ห้องปฏิบัติการชีววิทยาโมเลกุลแห่งยุโรป (EMBL) ในกรุงโรม พบว่าการรบกวนไมโครไบโอมในลำไส้ในหนูตัวผู้จะเพิ่มความเสี่ยงต่อโรคในลูกหลานในอนาคต

ไมโครไบโอมในลำไส้คือชุมชนจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในระบบทางเดินอาหาร มีหน้าที่ในการผลิตเอนไซม์ เมตาบอไลต์ และโมเลกุลอื่นๆ ที่มีความสำคัญต่อเมแทบอลิซึมของโฮสต์และการตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม

ด้วยเหตุนี้ ไมโครไบโอมในลำไส้ที่สมดุลจึงมีความสำคัญต่อสุขภาพของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม โดยช่วยควบคุมระบบภูมิคุ้มกันและระบบต่อมไร้ท่อ ซึ่งจะส่งผลต่อสรีรวิทยาของเนื้อเยื่อทั่วร่างกาย อย่างไรก็ตาม ยังไม่ค่อยมีใครทราบเกี่ยวกับอิทธิพลของไมโครไบโอมในลำไส้ต่อการทำงานของระบบสืบพันธุ์ของโฮสต์ และไมโครไบโอมของบิดาที่เปลี่ยนแปลงไปอาจส่งผลต่อสุขภาพของลูกหลานของเขาหรือไม่

กลุ่มของ Hackett ที่ EMBL ในโรม ร่วมกับกลุ่มของ Bork และ Zimmermann ที่ EMBL ในไฮเดลเบิร์ก ตัดสินใจตอบคำถามนี้ ผลการศึกษาของพวกเขา ตีพิมพ์ในวารสาร Nature แสดงให้เห็นว่าการรบกวนไมโครไบโอมในลำไส้ในหนูตัวผู้เพิ่มโอกาสที่ลูกหลานของพวกมันจะเกิดมาพร้อมกับน้ำหนักแรกเกิดต่ำและเป็น เพิ่มความเสี่ยงต่อการเสียชีวิตก่อนวัยอันควร.

ส่งต่อข้อมูลไปยังรุ่นต่อไป

เพื่อศึกษาอิทธิพลของไมโครไบโอมในลำไส้ต่อการสืบพันธุ์ของผู้ชายและลูกหลานของพวกมัน นักวิจัยได้เปลี่ยนองค์ประกอบของจุลินทรีย์ในลำไส้ของหนูตัวผู้โดยการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะทั่วไปที่ไม่เข้าสู่กระแสเลือด ซึ่งทำให้เกิดสภาวะที่เรียกว่าดิสไบโอซิส ซึ่งทำให้ระบบนิเวศของจุลินทรีย์ในลำไส้ไม่สมดุล

จากนั้น นักวิทยาศาสตร์ได้วิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของสารเมตาบอไลต์ที่สำคัญของอัณฑะ พวกเขาพบว่าภาวะ dysbiosis ในหนูตัวผู้ส่งผลต่อสรีรวิทยาของลูกอัณฑะ รวมถึงองค์ประกอบของเมตาโบไลต์และการส่งสัญญาณของฮอร์โมน ผลกระทบอย่างน้อยส่วนหนึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของระดับฮอร์โมนสำคัญเลปตินในเลือดและลูกอัณฑะของผู้ชายที่เป็นโรค dysbiosis

ข้อสังเกตเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมี "แกนของเชื้อโรคในลำไส้" ซึ่งเป็นจุดเชื่อมโยงที่สำคัญระหว่างลำไส้ จุลินทรีย์ในลำไส้ และเจิร์มไลน์

เพื่อให้เข้าใจถึงความสำคัญของ "แกนของเชื้อโรคในลำไส้" นี้ต่อลักษณะทางพันธุกรรม นักวิทยาศาสตร์ได้ผสมระหว่างผู้ชายที่ไม่ได้รับการรักษาหรือ dysbiotic กับผู้หญิงที่ไม่ได้รับการรักษา หนูจากพ่อที่มีภาวะ dysbiotic มีน้ำหนักแรกเกิดลดลงอย่างมีนัยสำคัญ และมีอัตราการเสียชีวิตหลังคลอดเพิ่มขึ้น การใช้ยาปฏิชีวนะหลายชนิดร่วมกัน รวมถึงการรักษาด้วยยาระบายที่ทำให้เกิดภาวะ dysbiosis (ซึ่งรบกวนจุลินทรีย์ด้วย) ก็มีผลเช่นเดียวกันกับลูกหลาน

สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าเอฟเฟกต์นี้สามารถย้อนกลับได้ หลังจากหยุดยาปฏิชีวนะแล้ว ไมโครไบโอมของพ่อก็กลับคืนมา เมื่อหนูที่ได้รับการฟื้นฟูด้วยไมโครไบโอมผสมพันธุ์กับตัวเมียที่ไม่ผ่านการบำบัด ลูกของพวกมันจะเกิดมาด้วยน้ำหนักปกติและพัฒนาได้ตามปกติ

"เราสังเกตเห็นว่าผลกระทบระหว่างรุ่นจะหายไปเมื่อไมโครไบโอมปกติกลับคืนมา ซึ่งหมายความว่าการเปลี่ยนแปลงใดๆ ในไมโครไบโอมในลำไส้ที่อาจก่อให้เกิดผลกระทบระหว่างรุ่นสามารถป้องกันได้ในสตรีมีครรภ์" Peer Bork ผู้อำนวยการ EMBL Heidelberg ผู้เข้าร่วมกล่าว ในการศึกษา

"ขั้นตอนต่อไปคือการทำความเข้าใจในรายละเอียดว่าปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมต่างๆ เช่น ยา รวมถึงยาปฏิชีวนะ สามารถส่งผลต่อสายพันธุ์ของพ่อและการพัฒนาของตัวอ่อนได้อย่างไร"

Aile Denboba ผู้เขียนคนแรกของสิ่งพิมพ์และเป็นอดีตนักวิจัยหลังปริญญาเอกในกลุ่มของ Hackett ซึ่งปัจจุบันเป็นผู้นำกลุ่มที่ Max Planck Institute for Immunology and Epigenetics ในเมืองไฟรบูร์ก ประเทศเยอรมนี กล่าวเสริมว่า "การศึกษานี้เกิดขึ้นจากความปรารถนาที่จะเข้าใจอิทธิพลดังกล่าว ของสิ่งแวดล้อมในตัวพ่อ โดยมองว่าไมโครไบโอมในลำไส้เป็นตัวเชื่อมโยงปฏิสัมพันธ์ระหว่างโฮสต์กับสิ่งแวดล้อม สร้างแบบจำลองสาเหตุที่เพียงพอสำหรับการประเมินความเสี่ยงด้านสุขภาพระหว่างรุ่นในระบบนิเวศที่ซับซ้อน"

อิทธิพลของบิดาต่อความเสี่ยงของโรคในระหว่างตั้งครรภ์

ในงานของพวกเขา Hackett และเพื่อนร่วมงานของเขายังพบว่าข้อบกพร่องของรก รวมถึงหลอดเลือดไม่ดีและการเจริญเติบโตช้า มักพบบ่อยในการตั้งครรภ์ที่เกี่ยวข้องกับผู้ชายที่เป็นโรคดิสไบโอติก รกที่มีข้อบกพร่องแสดงสัญญาณของภาวะแทรกซ้อนที่พบบ่อยในการตั้งครรภ์ในมนุษย์ที่เรียกว่าภาวะครรภ์เป็นพิษ ซึ่งทำให้ลูกหลานเจริญเติบโตได้ไม่ดี และเป็นปัจจัยเสี่ยงต่อโรคต่างๆ มากมายในภายหลัง

"การวิจัยของเราแสดงให้เห็นถึงการมีอยู่ของช่องทางการสื่อสารระหว่างไมโครไบโอมในลำไส้และระบบสืบพันธุ์ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม นอกจากนี้ ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่รบกวนสัญญาณเหล่านี้ในสตรีมีครรภ์เพิ่มความเสี่ยงต่อสุขภาพของลูกที่ไม่พึงประสงค์โดยการเปลี่ยนแปลงพัฒนาการของรก" Jamie กล่าว Hackett ผู้ประสานงานโครงการวิจัยและผู้นำกลุ่ม EMBL Rome

"นี่หมายความว่าในหนู สภาพแวดล้อมของบิดาก่อนที่จะปฏิสนธิสามารถมีอิทธิพลต่อลักษณะของลูกหลานโดยไม่ขึ้นอยู่กับการถ่ายทอดทางพันธุกรรม"

"ในเวลาเดียวกัน เราพบว่าผลกระทบนี้เกิดขึ้นได้ในรุ่นเดียวเท่านั้น และผมต้องเน้นย้ำว่าจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อตรวจสอบว่าผลกระทบเหล่านี้แพร่หลายเพียงใด และมีความหมายในมนุษย์หรือไม่ มี ความแตกต่างโดยธรรมชาติที่ต้องนำมาพิจารณาเมื่อแปลการศึกษาเรื่องเมาส์เป็นภาษามนุษย์"

แฮ็กเก็ตต์กล่าวต่อว่า "แต่เนื่องจากมีการใช้แนวทางปฏิบัติด้านอาหารและยาปฏิชีวนะอย่างกว้างขวางในวัฒนธรรมตะวันตก ซึ่งเป็นที่รู้กันว่าขัดขวางไมโครไบโอมในลำไส้ จึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องพิจารณาอย่างใกล้ชิดถึงผลกระทบระหว่างรุ่นของพ่อ และวิธีที่สิ่งเหล่านี้อาจมีอิทธิพลต่อผลลัพธ์การตั้งครรภ์ และความเสี่ยงต่อโรคในประชากร” "