كانت إحدى قيود الدراسة هي أن الباحثين لم يأخذوا في الاعتبار التغييرات في النظام الغذائي ونمط الحياة بين الحمل وفترة ما بعد الولادة ، والتي ربما أثرت على تغيرات الميكروبيوم والأيض. في الدراسات المستقبلية ، يخططون لاستكشاف الروابط بين البكتيريا والمستقلبات والتحقيق في ناتج التمثيل الغذائي البكتيري الخاص بالسلالة باستخدام بكتيريا معزولة في المختبر.
تاريخ:22 ديسمبر 2022
المصدر: Cell Press
د. سالم موسى القحطاني
اكتشف الباحثون طريقة جديدة للانتقال العمودي للميكروبيوم من الأم إلى الرضيع ، حيث تشارك الميكروبات في أمعاء الأم جيناتها مع الميكروبات في أمعاء الرضيع خلال فترة ما حول وقبل الولادة... سمح هذا النقل الجيني الأفقي للسلالات الميكروبية الأمومية بالتأثير على القدرة الوظيفية لميكروبيوم الرضيع ، في غياب الانتقال المستمر للسلالات الميكروبية نفسها. يقدم مثل هذا التحليل التكاملي الواسع النطاق ، والذي تم تقديمه في 22 ديسمبر في مجلة Cell ، سلسلة من اللقطات عالية الدقة لديناميكيات استعمار الأمعاء التي تؤثر على نمو الرضيع قبل الولادة وبعدها.
يقول كبير مؤلفي الدراسة رامنيك كزافييه من معهد برود في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وهارفارد: "هذه هي الدراسة الأولى التي تصف انتقال العناصر الجينية المتنقلة بين ميكروبات الأم والرضيع". "دراستنا أيضًا ، ولأول مرة , يظهر اندماج ميكروبيوم الأمعاء وملامح أيضية من كل من الأمهات والرضع واكتشفت روابط بين مستقلبات الأمعاء والبكتيريا وركائز حليب الأم. يمثل هذا التحقيق منظورًا فريدًا في التطور المشترك لميكروبيوم الأمعاء الرضع ومركبات الأيض. تحت تأثير العوامل الأمومية والغذائية المعروفة ".
تعزز بكتيريا الأمعاء نضوج الجهاز المناعي جزئيًا من خلال إنتاج المستقلبات الميكروبية. يتبع تطور ميكروبيوم الأمعاء عند الرضيع أنماطًا يمكن التنبؤ بها ، بدءًا من انتقال الميكروبات من الأم عند الولادة. بالإضافة إلى نضج الجهاز المناعي ، تؤثر المستقلبات الميكروبية أيضًا على التطور الادراكي المبكر للطفل. تمثل فترة ما حول الولادة نافذة مهمة لتطوير الجهاز المعرفي والمناعي، والتي تعززها ميكروبيوتا الأمعاء لدى الأم والرضع ومستقلباتها. ومع ذلك ، فإن التطور المشترك للميكروبات والأيضات خلال فترة ما حول الولادة ومحددات هذه العملية ليست مفهومة جيدًا.
لمعالجة هذه الفجوة المعرفية ، قام كزافييه وزملاؤه بتتبع التطور المشترك للميكروبيومات والأيضات من أواخر الحمل إلى عمر عام واحد باستخدام بيانات طولية متعددة الوسائط من مجموعة مكونة من 70 من الأمهات والرضع. اكتشفوا نقلًا واسع النطاق بين الأنواع من الأم إلى الرضيع لعناصر وراثية متحركة ، وغالبًا ما تتضمن الجينات المرتبطة بالتكيفات المتعلقة بالنظام الغذائي. كانت مستقلبات أمعاء الرضع أقل تنوعًا من مستقلبات الأمهات ، لكنها تضمنت المئات من المستقلبات الفريدة بينما الروابط بين المستقلبات الميكروبية لم يتم اكتشافها في الأمهات. كانت لأيضات والتوقيعات الخلوية في الدم للرضع الذين تلقوا تركيبة منتظمة، ولكن لم يتم تحللها بشكل كبير ، كانت متميزة عن تلك الخاصة بالأطفال الذين يرضعون رضاعة طبيعية فقط.
يقول تومي فاتانين ، المؤلف الأول المشارك في الدراسة إلى جانب كارولينا جبار ، من معهد برود في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وهارفارد: "كانت أمعاء الرضيع تؤوي الآلاف من المستقلبات الفريدة ، والتي من المحتمل أن يكون العديد منها قد تم تعديله من ركائز لبن الأم بواسطة بكتيريا الأمعاء". "من المحتمل أن تؤثر العديد من هذه المستقلبات على جهاز المناعة والتطور المعرفي/الادراكي."
ارتبط الحمل بزيادة في مركبات الستيرويد ، بما في ذلك مشتقات هرمون الغدد التناسلية ووسائط التخليق الحيوي لحمض الصفراء ، والتي ارتبط العديد منها بشكل مستقل بضعف تحمل الجلوكوز. على الرغم من أن مستقلبات أمعاء الرضع كانت أقل تنوعًا من الأيضات الأمومية ، اكتشف الباحثون أكثر من 2500 سمة أيضية فريدة للرضع. علاوة على ذلك ، حددوا العديد من الارتباطات الخاصة بالرضع للأنواع البكتيرية ومستقلبات البراز ، بما في ذلك الناقلات العصبية ومعدلات المناعة.
يقول كزافييه: "لقد فوجئنا بأن بكتيريا أمعاء الأمهات التي نادرًا ما لوحظت عند الرضع ساهمت في تكوين ميكروبيوم أمعاء الرضع". تبادل العناصر الوراثية المتنقلة بين ميكروبيومات الأم والرضيع ".
يقول المؤلفون إن ميكروبيوم الأم قد يشكل ميكروبيوم أمعاء الرضيع من خلال النقل الأفقي للجينات ، بصرف النظر عن الانتقال الرأسي الكلاسيكي للسلالات والأنواع. علاوة على ذلك ، فإن تحديد الملامح الأيضية المميزة وتفاعلات المستقلب الميكروبي في أمعاء الرضيع يشكل منصة لمزيد من الدراسة للمساهمات الميكروبية في نمو الرضيع.
يقول كزافييه: "إذا أخذنا في الاعتبار معًا ، فإن تحليلنا التكاملي يوسع مفهوم الانتقال الرأسي لميكروبيوم الأمعاء ويوفر رؤى جديدة حول تطور الميكروبيومات والأيضات الخاصة بالأمهات والرضع أثناء أواخر الحمل وبدايات الحياة".
