هل بكتيريا الأمعاء هي مفتاح الشيخوخة الصحية؟
يطرح عدد متزايد من الدراسات الحديثة سؤالًا مهمًا: هل بكتيريا الأمعاء هي المفتاح لشيخوخة صحية؟ بحث جديد ، تم تقديمه مؤخرًا في اجتماع لندن للميكروبيوم ، يقربنا من الإجابة.
في أسطورة تيثونوس القديمة ، يطلب بطل الرواية المسمى من الآلهة أن يعيشوا إلى الأبد ولكنه ينسى أن يطلب الشباب الأبدي.
على الرغم من أنه اكتسب الخلود ، إلا أن أمراض الشيخوخة هزمت تيثونوس في النهاية ، وهو يأسف بمرارة على خلوده.
في حين أن تحقيق طول العمر هو هدف يستحق السعي إليه وطموح حملته البشرية منذ زمن اليونان القديمة ، فإن أسطورة تيثونوس تذكرنا بأن الحياة الطويلة لا قيمة لها إذا كانت مليئة بالمرض.
مع زيادة متوسط العمر المتوقع للإنسان ، يشيخ سكان العالم بمعدلات أعلى بكثير. في الواقع ، تقدر الأمم المتحدة أن كبار السن - أي عدد الأشخاص الذين تبلغ أعمارهم 60 عامًا أو أكثر - يتزايد بمعدل يقارب 3 في المائة سنويًا.
حاليًا ، هناك 962 مليون شخص تبلغ أعمارهم 60 عامًا أو أكثر في جميع أنحاء العالم ، وفقًا لأحدث التقديرات. بحلول عام 2050 ، من المتوقع أن يتضاعف هذا العدد ، ومن المتوقع أن يتضاعف عدد الأشخاص الذين تبلغ أعمارهم 80 عامًا فأكثر ثلاث مرات.
مجموعة من الأمراض المزمنة المصاحبة للشيخوخة. بحلول عام 2060 ، على سبيل المثال ، سيكون عبء مرض الزهايمر في الولايات المتحدة قد تضاعف ، كما تقول مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC).
ويتوقعون أن ما يقرب من 14 مليون شخص سيصابون بمرض الزهايمر وغيره من أشكال الخرف بحلول ذلك الوقت ، ويعمل الباحثون بجد في محاولة لمنع هذا المرض وغيره من الأمراض المرتبطة بالعمر.
لذا فإن السؤال "كيف يمكننا أن نعيش أطول وأكثر صحة الأرواح؟" يحل ببطء محل "كيف يمكننا أن نعيش أطول؟" بينما يشرع العلماء في البحث عن فترة صحية أطول ، أصبح من الواضح أن الشيخوخة ليست مجرد عملية حتمية "تحدث" ببساطة ، ولكن هناك آليات جزيئية دقيقة تنظمها.
مارينا إزكورا ، دكتوراه. - محاضرة في علم الأعصاب في كلية العلوم البيولوجية والكيميائية في جامعة كوين ماري بلندن في المملكة المتحدة - تكرس وقتها لفهم هذه الآليات.
يركز بحثها على كيفية حدوث الشيخوخة والأمراض المرتبطة بها في دودة تسمى أنواع معينة انيقة. في الآونة الأخيرة ، قامت إيزكورا وفريقها بفحص شيخوخة الجهاز الهضمي ودور الميكروبيوم في هذه العملية.
في 24 أكتوبر 2018 ، قدمت Ezcurra بحثها في اجتماع London Microbiome في المملكة المتحدة. في ميزة Spotlight هذه ، نقدم تقريرًا عن النقاط الرئيسية من عرضها التقديمي.
استخدام "حشرة دودة" لدراسة شيخوخة الإنسان
في العرض الذي قدمته - بعنوان "حشرة الدودة: نظام نموذجي مشترك لدراسة تفاعلات المضيف مع الميكروبيوم" - قدمت إيزكورا C. ايليجانس كنموذج قابل للتطبيق لدراسة الشيخوخة. C. ايليجانس لها عمر افتراضي يتراوح من 2 إلى 3 أسابيع فقط ، ولكن مع تقدم العمر ، فإنها تتطور إلى العديد من الأمراض - تمامًا مثل الكائن البشري.
ومع ذلك ، في حالة C. ايليجانس، كل الأمراض تنحصر في مرض واحد: شيخوخة الجهاز الهضمي.
كما أوضحت Ezcurra في حديثها ، جميع العلاجات التي تطيل العمر التي طبقها العلماء C. ايليجانس العمل عن طريق قمع الشيخوخة المعوية.
استخدام ايليجانس ، يمكن للباحثين فحص مجموعة من العمليات المرتبطة بالعمر ، مثل مقاومة الإجهاد والنمو والخصوبة والعمر. يستخدم الخبراء أيضا C. ايليجانس كنموذج للعديد من الأمراض التي تصيب الإنسان ، مثل مرض الزهايمر.
يقتبس Ezcurra أبحاثًا موجودة بالفعل C. ايليجانس تغذية مع الإشريكية القولونية. عندما تتغذى الدودة على البكتيريا ، أنشأ الباحثون حوالي 4000 سلالة متحولة من بكتريا قولونية، كل مع جين معين محذوف. ثم تغذى الفريق C. ايليجانس كل من هذه السلالات وفحص آثارها.
قدم كبير مؤلفي الدراسة منغ وانغ - وهو أستاذ مشارك في علم الوراثة الجزيئية والبشرية في كلية بايلور للطب في هيوستن ، تكساس - تقريرًا عن النتائج ، قائلاً: "لقد قمنا بإطعام C. ايليجانس كل بكتيريا متحولة فردية ثم نظرت في عمر الديدان ".
"من بين ما يقرب من 4000 جين بكتيري اختبرناها ، 29 ، عند حذفها ، زادت من عمر الديدان. كما قام اثنا عشر من هذه الطفرات البكتيرية بحماية الديدان من نمو الورم وتراكم أميلويد بيتا ، وهو سمة من سمات مرض الزهايمر في البشر ".
منغ وانغ
وجد الباحثون أيضًا أن طفرة بكتيرية واحدة تفرط في إنتاج مادة تسمى حمض الكولانيك. زاد هذا المركب من طول العمر عن طريق تحفيز النشاط في الميتوكوندريا ، ما يسمى بوحدات الطاقة في الخلية ، وهي المسؤولة عن تحويل العناصر الغذائية إلى طاقة.
محاربة الشيخوخة بأدوية السكري
في حديثها ، ذكرت Ezcurra مثالًا آخر للبحث الناجح في C. ايليجانس التي أظهرت تأثير الميكروبيوم على عملية الشيخوخة. تضمنت هذه الدراسة عقار الميتفورمين الشائع لمرض السكري.
يُعد الميتفورمين حاليًا أكثر أدوية مرض السكري التي يتم وصفها على مستوى العالم. وجدت الأبحاث السابقة أن الأدوية التي تؤخذ عن طريق الفم لا تقلل فقط من مستويات السكر في الدم ، ولكنها تقلل أيضًا من خطر الإصابة بالسرطان.
وجد العلماء أن الدواء يمكن أن يؤخر الشيخوخة في الفئران و C. ايليجانس. يتم حاليًا اختبار الميتفورمين في التجارب السريرية كعلاج محتمل ضد الشيخوخة والأمراض المرتبطة بالشيخوخة.
كما أوضحت الباحثة في حديثها ، فإن هذا يعني أن الميتفورمين يمكن أن يستهدف العديد من الأمراض المزمنة المرتبطة بالعمر في وقت واحد. قد يكون الميتفورمين قادرًا على استهداف ليس فقط مرض السكري ، ولكن أيضًا السرطان وأمراض الزهايمر.
الشيء المثير للاهتمام حول تأثيرات الميتفورمين هو أنها تؤخر الشيخوخة عبر بكتيريا. دراسات في C. ايليجانس التي استشهد بها Ezcurra قد أظهرت أن تأثيرات طول العمر للميتفورمين لا تعمل في غياب البكتيريا.
على وجه التحديد ، يؤثر الميتفورمين على استقلاب الفولات البكتيري ، كما أوضح إيزكورا ، والذي بدوره يؤدي إلى تفاعل تسلسلي ينتهي بتنشيط مسار جزيئي معروف بقدرته على تنظيم الشيخوخة.
الجمع بكتريا قولونية مع C. ايليجانس
يسعى بحث Ezcurra الخاص إلى الجمع بين نموذجين من الكائنات الحية - بكتريا قولونية و C. ايليجانس - لدراسة كيف تتوسط البكتيريا في عملية الشيخوخة.
لقد استحوذت الدراسات السابقة على ميكروبيوم ايليجانس ، وآخرون استعمروا أحشاء C. ايليجانس مع بكتريا قولونية OP50 ولاحظت بعض التأثيرات المثيرة للاهتمام. كان للسلالة البكتيرية تأثيرات إيجابية على التكاثر والمناعة واستجابة الكائن الحي للإجهاد.
لذلك ، تساءلت إيزكورا وزملاؤها عما إذا كانت هناك أي تأثيرات إضافية أخرى لـ OP50 على عملية الشيخوخة. أظهرت التجارب التي أجرتها في معملها إضافة مضادات حيوية للديدان المستعمرة بكتريا قولونية OP50 يحسن شيخوخة الأمعاء. أدى القضاء على النمو البكتيري إلى تأخير ضمور الأمعاء الذي يميل إلى الحدوث مع تقدم العمر C. ايليجانس.
أيضًا ، وجد الباحثون سلالتين من البكتيريا من C. ايليجانس الميكروبيوم الذي يقلل من شيخوخة الأمعاء. لذلك ، وجد البحث أنه يمكن أيضًا تحقيق تأثيرات مكافحة الشيخوخة دون القضاء على نمو البكتيريا ، ولكن من خلال القيام بالعكس تمامًا: استعمار الأمعاء بسلالات معينة من البكتيريا.
تم إجراء تجربة أخرى في مختبر Ezcurra باستخدام نموذج مرض بشري تم إنشاؤه مسبقًا والذي تم استخدامه C. ايليجانس لإعادة إنشاء شلل العضلات المرتبط بالعمر. قام الباحثون بتحليل تأثيرات "كوكتيل" من 14 سلالة بكتيرية مختلفة تشكل الميكروبيوم التجريبي.
وجدوا أن هذا الكوكتيل التجريبي قمع بشدة الشلل الناجم عن التقدم في السن. كما كان للوسائط المستخرجة من الميكروبيوم التجريبي نفس التأثير الإيجابي.
بكتيريا الأمعاء وشيخوخة الإنسان: ما التالي؟
في المستقبل ، يهدف فريق Ezcurra إلى معرفة ما إذا كان بإمكانه الاستعمار C. ايليجانس مع السلالات البكتيرية البشرية لدراسة الآثار على الشيخوخة وهيلثسبان.
تلقى الباحث مؤخرًا تمويلًا من Wellcome Trust لاستخدام الميكروبات البشرية البسيطة - مثل البكتيريا التي لها تأثير مفيد على الصحة والبكتيريا التي تؤثر على الصحة بشكل سلبي - ودراسة آثارها في C. ايليجانس.
باستخدام التصوير في الوقت الفعلي ، يأمل العلماء في كشف الآليات الجزيئية التي تدعم التفاعلات بين المضيف والميكروبيوم ، بالإضافة إلى تأثيرها على عملية الشيخوخة.
قال إيزكورا: "الخطوة التالية لبحثي" أخبار طبية اليوم، "هو استخدام C. ايليجانس لطرح أسئلة محددة حول دور الميكروبيوم في صحة الإنسان ".
"هناك العديد والعديد من الدراسات التي تظهر أن هناك روابط بين الميكروبيوم والأمراض ، مثل الأمراض النفسية والأمراض التنكسية العصبية والسمنة ومرض السكري وما إلى ذلك ، لكننا لا نفهم السبب و [ما] التأثير."
وتابعت قائلة: "هناك حاجة حقيقية لمعرفة العلاقة الدقيقة بين تركيبة الميكروبيوم والمرض". "ما هي السلالات الميكروبية التي تساهم في الصحة والمرض ، والأهم من ذلك ، كيف تساهم هذه السلالات في الصحة؟"
وأضاف إيزكورا: "لقد أصبح من الواضح أن تنوع الميكروبيوم مهم لصحة الإنسان". "تساهم العديد من العوامل في تنوع الميكروبيوم ، مثل النظام الغذائي ونمط الحياة ، ومع تقدمنا في السن ، فإننا نعاني عادةً من فقدان التنوع".
"من خلال فهم الروابط بين التغذية والميكروبيوم والصحة بشكل أفضل ، يمكننا أن نفهم كيف يمكن لكبار السن الحفاظ على الميكروبيوم الخاص بهم ، وكذلك مساعدتهم بشكل مباشر باستخدام استراتيجيات ما قبل وبروبيوتيك. وهذا من شأنه أن يساعدنا في التقدم في العمر [أ] بطريقة أفضل ، والحفاظ على الصحة ونوعية الحياة في سن الشيخوخة بدون عقاقير أو جراحة ".
مارينا إزكورا ، دكتوراه.
