Состав микробиома кишечника во время беременности оказывает долгосрочное влияние на рост и развитие стволовых клеток потомства, сообщают исследователи 11 декабря в журнале Cell Stem Cell .

Лечение беременных мышей обычным кишечным микробом привело к появлению потомства, у которого было больше активных стволовых клеток как в мозге, так и в кишечном тракте . В результате потомство было менее тревожным и быстрее выздоравливало от колита, и эти различия все еще были очевидны в возрасте 10 месяцев.

Воздействие микроба на потомство после рождения не привело к такой же активации стволовых клеток. Команда показала, что микроб повлиял на рост стволовых клеток , изменив численность других кишечных микробов и увеличив микробную продукцию метаболитов, которые пересекают плаценту и вызывают рост и пролиферацию стволовых клеток.

«Это важный шаг вперед в разработке стратегий вмешательства на основе микробиоты для улучшения здоровья детей », — говорит старший автор Параг Кунду из Института Пастера в Шанхае.

Исследователи лечили беременных мышей бактерией Akkermansia muciniphila — распространенным кишечным микробом, низкая численность которого связана с ожирением, диабетом и стеатозом печени.

Предыдущие исследования показали, что материнский микробиом связан с иммунитетом потомства, метаболизмом и неврологическим развитием, но неясно, как кишечные микробы влияют на эти процессы. Поскольку стволовые клетки отвечают за контроль роста, развития и созревания органов в раннем возрасте , команда Кунду решила исследовать, есть ли перекрестные помехи между кишечными микробами и стволовыми клетками плода во время беременности.

Для этого они лечили беременных мышей Akkermansia muciniphila и обнаружили, что пренатальное воздействие оказало большое влияние на стволовые клетки потомства. Потомство матерей, подвергшихся воздействию Akkermansia, имело больше стволовых клеток в мозге и кишечнике, и эти стволовые клетки также были более активными по сравнению со стволовыми клетками мышей, которые не подвергались воздействию Akkermansia in utero.

Эти изменения в развитии стволовых клеток имели долгосрочные последствия для поведения и здоровья мышей. В поведенческих тестах потомство матерей, подвергшихся воздействию Akkermansia, было менее тревожным и более исследовательским. Они также быстрее восстанавливались после химически вызванного воспаления кишечника из-за более быстрой регенерации и обновления эпителиальных клеток кишечника.

Обработка новорожденных мышей бактерией Akkermansia не оказала такого же влияния на развитие стволовых клеток, как пренатальное воздействие.

«Когда мы подвергали потомство воздействию Akkermansia после рождения, мы увидели некоторые различия в дифференциации, но мы не увидели всех явлений, которые мы наблюдали, когда матери подвергались воздействию Akkermansia во время беременности», — говорит Кунду. «Вот почему мы считаем, что этот период беременности имеет решающее значение, и изменения микробиома в этот период действительно могут творить чудеса».

Эффект, по-видимому, специфичен для Akkermansia, поскольку лечение беременных мышей другим кишечным микробом, Bacteroidetes thetaiotaomicron, не повлияло на развитие стволовых клеток потомства. Однако Akkermansia смогла проявить свои эффекты только в присутствии в остальном сложного кишечного микробиома.

Команда показала, что Akkermansia изменила численность других видов кишечных микробов и способствовала тому, что другие кишечные микробы стали более метаболически активными для производства большего количества метаболитов, таких как короткоцепочечные жирные кислоты и аминокислоты. В отличие от кишечных микробов, эти метаболиты могут пересекать плаценту, и известно, что они стимулируют рост и пролиферацию клеток с помощью белка, называемого mTOR.

Когда исследователи лечили беременных мышей как аккермансией, так и рапамицином, химическим веществом, которое ингибирует mTOR, они больше не наблюдали никакого воздействия на стволовые клетки потомства .

Заглядывая вперед, исследователи планируют продолжить изучение того, как метаболиты микробиома влияют на стволовые клетки. Чтобы проверить, происходит ли это явление и у людей, они планируют создать «гуманизированных мышей», пересадив мышам человеческую микробиоту, и изучить группы людей, которые потребляют пробиотики во время беременности.

«Обеспечение здоровья детей является серьезной проблемой во всем мире, и крайне важно распространить эти результаты на людей», — говорит Кунду.