Bir Annenin Bağırsaklarındaki Mikroplar Fetal Nörogelişimi Nasıl Etkiler?

Yazan: Stuart Wolpert

Çeviren: Ayça Demirkol                   

Düzenleyen: Görkem Yıldız

Özet: Biyologlar, farelerde gebelik döneminde annenin bağırsaklarındaki milyarlarca bakterinin ve diğer mikropların sağlıklı fetal beyin gelişiminde önemli olan küçük anahtar molekülleri düzenlediğini bildirdi. Bilim insanları bugüne kadar anneye ait (maternal) bağırsak mikrobiyotasının kritik doğum öncesi dönemde beyin gelişimini etkileyip etkilemediğini bilmiyordu.

UCLA biyologları 23 Eylül’de Nature dergisinde farelerde gebelik döneminde annenin bağırsaklarındaki milyarlarca bakterinin ve diğer mikropların sağlıklı fetal[1] beyin gelişiminde önemli olan küçük anahtar molekülleri düzenlediğini bildirdi.

Anneye ait bağırsak mikrobiyotası[2], yavrunun beyin işlevindeki anormalliklerle ve davranışıyla ilişkilendirilirken –genellikle enfeksiyon, yüksek yağlı diyet ya da gebelikte stres gibi durumlara yanıt olarak- bilim insanları bugüne kadar doğum öncesi kritik dönemde ve bu tür çevresel zorlukların yokluğunda beyin gelişimini etkileyip etkilemediğini bilmiyordu.

Araştırmacılar, bağırsak mikrobiyotasının metabolitler ve annenin kanında sürekli dolaşıp hızla gelişen fetal beyni besleyen diğer biyokimyasallar üzerindeki etkisini test etmek için bağırsak bakterilerini öldürmek amacıyla antibiyotik kullanan farelerin yanı sıra mikrop yetiştirilen fareleri de yetiştirdiler.

Çalışmanın başyazarı, UCLA’dan Elaine Hsiao’nun laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı olan Helen Vuong şöyle diyor: “Her iki yöntemi de kullanarak bağırsak mikrobiyotasını tüketmek benzer şekilde fetal beyin gelişimini bozdu.”

“Bağırsak mikrobiyotasını tüketmek nöronlarda yeni akson[3] oluşumunda rol oynayan birçok gen de dâhil olmak üzere gelişmekte olan yavruların beyinlerinde hangi genlerin açıldığını (ifade edildiğini) değiştirdi.” diye ekledi Vuong.

Araştırmacılar, özellikle talamusu[4] kortexe (beyin kabuğu) bağlayan aksonların sayısının ve uzunluğunun azaldığını buldu.

Vuong şöyle açıklıyor: “Bu aksonlar özellikle çevreyi algılama yeteneğimizde önemliler. Bununla tutarlı olarak bağırsak mikrobiyotası eksik olan annenin yavruları, özellikle duyusal davranışlarda bozukluklara sahipti. Bulgular, anneye ait bağırsak mikrobiyotasının fetal beyne giren metabolitleri düzenleyerek sağlıklı fetal beyin gelişimini destekleyebileceğini gösteriyor.”

“Anneye ait kan, fetal kan ve fetal beyindeki moleküllerin türlerini ve seviyelerini ölçtüğümüzde gebelikte bağırsak mikrobiyotasının eksik olduğu durumlarda belirli metabolitlerinin azaldığını ya da hiç olmadığını gördük.” şeklinde ekledi Vuong.

Daha sonra biyologlar, bu önemli metabolitlerin varlığında nöronlar geliştirdi. Ayrıca bu metabolitleri, mikrobiyotası olmayan gebe farelere de eklediler.

“Bu önemli metabolitlerin varlığında geliştirdiğimiz nöronlar daha uzun ve daha çok sayıda akson geliştirdi. Mikrobiyotaları tükendiği için bu önemli metabolitleri eksik ya da hiç olmayan gebe farelere bu metabolitleri verdik. Bu metabolitlerin fetal beyindeki seviyeleri geri kazanıldı ve akson gelişimindeki bozukluklarla birlikte yavrunun davranışlarındaki bozukluk da önlendi. “ dedi Vuong.

Vuong şöyle ekliyor: “Bağırsak mikrobiyotası sadece gebelerde değil ayrıca gelişen fetüs ve fetal beyinde de biyokimyasalları düzenlemede inanılmaz bir yeteneğe sahip. Bulgularımız akson büyümesini destekleyen seçilmiş metabolitleri de tespit ediyor.”

Bulgular gösteriyor ki; mikrobiyota ve sinir sistemi arasındaki etkileşim doğum öncesi dönemde anneye ait bağırsağın en azından farelerde fetal beyin üzerine etkisiyle başlıyor.

Araştırmanın kıdemli yazarı, UCLA Kolejinde Mikrobiyoloji, İmmünoloji ve Moleküler Genetik Doçenti olan Elaine Hsiao, bulguların insanlara uygulanabilirliğinin hâlâ belirsiz olduğunu söyledi.

UCLA’daki David Geffen Tıp Fakültesinde sindirim hastalıkları konusunda doçent olan Hsiao, bulguların insanlar için geçerli olup olmadığını ve nasıl geçerli olacağını bilmediklerini söyledi.

“Bununla birlikte, hem genetik hem de gebelik sırasında maruz kalınan çevresel risk faktörleri nedeniyle geliştiğine inanılan birçok nörogelişimsel hastalık var. Bizim çalışmamız, anneye ait bağırsak mikrobiyotasının sadece annenin sağlığı için değil gelişmekte olan yavrunun sağlığını potansiyel olarak etkileyebilen bir faktör olarak daha çok dikkate alınması ve üzerinde çalışılması gerektiğini öne sürüyor.” diye ekledi Hsiao.

Hsia, Vuong ve meslektaşları 2019’da serotonin[5] ve serotonini hedef alan ilaçların (antidepresanlar gibi) bağırsak mikrobiyotası üzerine büyük etkileri olabileceğini bildirdi. 2018’de Hsiaso ve takımı, nöbet yatkınlığı ve bağırsak mikrobiyotası arasında nedensel bir bağlantı yayınladı. Ketojenik diyetin[6] nöbet önleyici etkilerinde önemli rol oynayan bağırsak bakterilerini tanımladılar.

[1] Fetüse ait (Veteriner Hekimliği Sözlüğü) , dölütle ilgili (Tıp Terimleri Sözlüğü)

[2] Herhangi bir ekolojik sistem, habitat, özellikle toprak vb. bakteriler, tek hücreli algler, fungi, protozoonlar gibi mikroskobik organizmalar popülasyonu. (Veteriner Hekimliği Terimleri Sözlüğü)

[3] Beyin hücrelerini birbirine bağlayan ve iletişimlerini sağlayan küçük lifler.

[4] Talamus, diensefalonun bir parçasıdır. Koku duyusu hariç, tüm sistemlerden gelen duyusal sinyaller için bir kapı olarak kabul edilir.

[5] Serotonin (5-HT ya da 5-hidroksitriptamin), insanda mutluluk, canlılık ve zindelik hissi veren bir nörotransmitterdir.

[6] Ketojenik diyet, çok düşük karbonhidrat içeren fakat yüksek yağ barındıran bir diyettir. Bu diyet çeşidi karbonhidrat alımını büyük ölçüde azaltmayı ve bu kesintiyi yağ ile değiştirmeyi amaçlar.