A bélbaktériumok az egészséges öregedés kulcsa?
Egyre több friss kutatás tesz fel egy fontos kérdést: Vajon a bélbaktériumok kulcsa az egészséges öregedés? A nemrégiben a londoni mikrobiológiai találkozón bemutatott új kutatás közelebb visz minket a válaszhoz.
A Tithonus ősi mítoszában a névadó főszereplő arra kéri az isteneket, hogy éljenek örökké, de elfelejtik követelni az örök fiatalságot.
Bár halhatatlanságra tett szert, az időskori betegségek végül legyőzik Tithonust, és keserűen megbánja halhatatlanságát.
Míg a hosszú élettartam elérése olyan cél, amelyet érdemes követni, és olyan törekvés, amelyet az emberiség az ókori Görögország kora óta hordoz, a Tithonus mítosz arra emlékeztet minket, hogy a hosszú életnek alig van értéke, ha betegségekkel teli.
Az emberi várható élettartam növekedésével a világ népessége sokkal gyorsabban öregszik. Valójában az ENSZ becslése szerint az idősebb népesség - vagyis a 60 éves és annál idősebb emberek száma - évente körülbelül 3 százalékkal növekszik.
Jelenleg a legfrissebb becslések szerint 962 millió 60 éves és idősebb ember van szerte a világon. Az előrejelzések szerint 2050-re ez a szám több mint kétszeresére nő, és a 80 éves vagy annál idősebb emberek száma várhatóan megháromszorozódik.
Egy sor krónikus betegség kíséri az öregedést. 2060-ra például megduplázódik az Alzheimer-kór terhe az Egyesült Államokban - állítja a Betegségmegelőzési és Megelőzési Központ (CDC).
Megjósolják, hogy addigra csaknem 14 millió embernek lesz Alzheimer-kórja és egyéb demencia-formája, a kutatók pedig keményen próbálják megakadályozni ezt és más, az életkorral összefüggő betegségeket.
Tehát a „Hogyan élhetünk tovább? és egészségesebb él? ” lassan felváltja a "Hogyan élhetünk tovább?" Amint a tudósok egy hosszabb egészségkeresésbe kezdenek, egyre világosabbá válik, hogy az öregedés nem csak egy elkerülhetetlen folyamat, amely egyszerűen „megtörténik”, hanem hogy pontos molekuláris mechanizmusok szabályozzák azt.
Marina Ezcurra, Ph.D. - az Egyesült Királyság londoni Queen Mary Egyetemének Biológiai és Kémiai Tudományok Karának idegtudományi előadója - e mechanizmusok megértésére fordítja idejét.
Kutatása arra összpontosít, hogy az öregedés és az ahhoz kapcsolódó betegségek hogyan fordulnak elő az úgynevezett féregben Caenorhabditis elegans. Nemrégiben Ezcurra és csapata a gyomor-bél öregedését és a mikrobiom szerepét vizsgálta ebben a folyamatban.
2018. október 24-én Ezcurra bemutatta kutatását az Egyesült Királyságban, a londoni mikrobiológiai találkozón. Ebben a Spotlight szolgáltatásban beszámolunk az előadásának legfontosabb elvonásairól.
„Féreg-poloska” segítségével tanulmányozza az emberi öregedést
Ezcurra „A féreg-bogár: kombinált modellrendszer a gazda-mikrobiom interakciók tanulmányozására” című előadásában Ezcurra bemutatta C. elegans mint életképes modell az öregedés tanulmányozására. C. elegans élettartama csak 2-3 hét, de az életkor előrehaladtával számos kórkép alakul ki - akárcsak az emberi szervezet.
Abban az esetben, ha C. elegans, az összes kóros megbetegedés egyetlen: a gyomor-bél öregedése.
Ahogy Ezcurra beszédében kifejtette, az összes élettartamot növelő kezelés, amelyet a tudósok alkalmaztak C. elegans munka a bél öregedésének elnyomásával.
Használata C. elegans, a kutatók számos, az életkorral kapcsolatos folyamatot vizsgálhatnak, például a stresszel szembeni ellenállást, a növekedést, a termékenységet és az élettartamot. Szakértők is alkalmazták C. elegans mint számos emberi betegség, például az Alzheimer-kór modellje.
Ezcurra idézi a meglévő kutatásokat C. elegans táplálkozott Escherichia coli. Amint a féreg baktériumokkal táplálkozik, a kutatók körülbelül 4000 mutáns törzset hoztak létre E. coli, mindegyik egy meghatározott gént törölve. Aztán a csapat táplálkozott C. elegans mindegyik törzset és megvizsgálta a hatásokat.
A tanulmány vezető szerzője, Meng Wang - aki a molekuláris és humán genetika docense a Baylor College of Medicine-ben (Houston, TX) - beszámolt az eredményekről, mondván: „Mi etettünk C. elegans minden egyes mutáns baktérium, majd megnézték a férgek élettartamát. ”
„Az általunk tesztelt közel 4000 bakteriális gén közül 29 törléssel növelte a férgek élettartamát. Ezen bakteriális mutánsok közül tizenkettő megvédte a férgeket a daganat növekedésétől és az amiloid-béta felhalmozódásától is, ami az embereknél az Alzheimer-kórra jellemző. "
Meng Wang
A kutatók azt is megállapították, hogy az egyik bakteriális mutáns túltermelte a kolánsav nevű anyagot; ez a vegyület növelte a hosszú élettartamot azáltal, hogy stimulálta a mitokondriumokban, a sejt úgynevezett erőműveiben, amelyek felelősek a tápanyagok energiává alakításáért.
Az öregedés elleni küzdelem diabéteszes gyógyszerrel
Beszédében Ezcurra megemlítette a sikeres kutatás egy másik példáját C. elegans amely megmutatta a mikrobiom öregedési folyamatra gyakorolt hatását. Ez a tanulmány a közönséges diabéteszes metformint tartalmazta.
A metformin jelenleg a világ legszélesebb körében felírt cukorbetegség elleni gyógyszer. Korábbi kutatások kimutatták, hogy az orális gyógyszer nem csak csökkenti a vércukorszintet, hanem csökkenti a rák kockázatát is.
A tudósok megállapították, hogy a gyógyszer késleltetheti az öregedést egerekben és C. elegans. A metformint jelenleg klinikai vizsgálatokban tesztelik, mint lehetséges kezelést az öregedés és az öregedéssel összefüggő betegségek ellen.
Mint a kutató beszédében kifejtette, ez azt jelenti, hogy a metformin egyszerre több, az életkorral összefüggő krónikus betegséget is megcélozhat. A metformin képes lehet nemcsak a cukorbetegséget, hanem a rákot és az Alzheimer-kórt is megcélozni.
A metformin hatásainak érdekessége, hogy késleltetik az öregedést keresztül baktériumok. Tanulmányok C. elegans Ezcurra idézi, hogy a metformin hosszú élettartamának hatása baktériumok hiányában nem működik.
A metformin konkrétan befolyásolja a folát baktériumok anyagcseréjét - magyarázta Ezcurra, ami viszont egy olyan láncreakciót vált ki, amely az öregedést szabályozó molekuláris út aktiválásával zárul le.
Kombinálás E.coli val vel C. elegans
Ezcurra saját kutatása két modellorganizmus ötvözésére törekszik - E. coli és C. elegans - annak tanulmányozása, hogy a baktériumok miként közvetítik az öregedési folyamatot.
Korábbi tanulmányok kikezdték a mikrobiomot C. elegans, és mások megtelepítették a belét C. elegans val vel E. coli OP50 és észrevett néhány érdekes hatást. A baktériumtörzs pozitív hatással volt a szaporodásra, az immunitásra és a szervezet stresszre adott válaszára.
Ezcurra és munkatársai arra voltak kíváncsiak, hogy vannak-e egyéb további hatásai, amelyeket az OP50 gyakorol az öregedési folyamatra. A laboratóriumában végzett kísérletekből kiderült, hogy az antibiotikum hozzáadása a férgekhez kolonizált E. coli Az OP50 javítja a bél öregedését. A baktériumok szaporodásának kiirtása késleltette a bél atrófiáját, amely általában az életkor előrehaladtával következik be C. elegans.
A kutatók két baktérium törzset is találtak a C. elegans mikrobiom, amelyek csökkentik a bél öregedését. Ezért a kutatás megállapította, hogy az öregedésgátló hatások a baktériumok szaporodásának kiirtása nélkül is elérhetők, de éppen ellenkezőleg: a bél specifikus baktériumtörzsekkel kolonizálódnak.
Egy másik kísérlet, amelyet Ezcurra laboratóriumában végeztek, egy korábban létrehozott emberi betegség modellt használt C. elegans az életkorral összefüggő izombénulás helyreállításához. A kutatók elemezték a kísérleti mikrobiomot alkotó 14 különböző baktériumtörzsből álló „koktél” hatásait.
Megállapították, hogy ez a kísérleti koktél erősen elnyomta az életkor okozta bénulást. A kísérleti mikrobiomból kivont táptalajnak is ugyanolyan pozitív hatása volt.
Bélbaktériumok és az emberi öregedés: Mi következik?
A jövőben Ezcurra csapatának célja, hogy meg tudja-e gyarmatosítani C. elegans emberi baktérium törzsekkel az öregedésre és az egészségre gyakorolt hatások tanulmányozására.
A kutató a közelmúltban kapott támogatást a Wellcome Trust-tól az egyszerű emberi mikrobiómák - például az egészségre jótékony hatású baktériumok és az egészségre negatív hatású baktériumok - felhasználására és azok hatásainak tanulmányozására. C. elegans.
Valós idejű képalkotás segítségével a tudósok abban reménykednek, hogy feltárják azokat a molekuláris mechanizmusokat, amelyek megalapozzák a gazda és a mikrobiom kölcsönhatásait, valamint az öregedési folyamatokra gyakorolt hatásukat.
"Kutatásom következő lépése" - mondta Ezcurra Orvosi hírek ma, „A használata C. elegans hogy konkrét kérdéseket tegyenek fel a mikrobiom emberi egészségben betöltött szerepéről. ”
"Sok-sok tanulmány kimutatja, hogy vannak összefüggések a mikrobiom és a betegségek között, például pszichiátriai betegségek, neurodegeneratív betegségek, elhízás, cukorbetegség stb., De nem értjük, mi az oka és [mi] a következménye."
"Valós szükség van a mikrobioma összetétele és a betegség közötti pontos kapcsolat kiderítésére" - folytatta. "Mely mikrobiális törzsek járulnak hozzá az egészséghez és a betegségekhez, és ami még fontosabb, hogyan járulnak hozzá ezek a törzsek az egészséghez?"
"Egyértelművé válik, hogy a mikrobiómák sokfélesége fontos az emberi egészség szempontjából" - tette hozzá Ezcurra. "Számos tényező járul hozzá a mikrobiom sokféleségéhez, például az étrend és az életmód, és ahogy öregszünk, általában a sokféleség csökkenését tapasztaljuk."
„A táplálkozás, a mikrobiom és az egészség közötti összefüggések jobb megértésével megérthetjük, hogy az idősek miként tudják fenntartani mikrobiomjukat, és közvetlenül segíthetik őket pre- és probiotikus stratégiák alkalmazásával. Ez elősegítené a [jobb] öregedést, megőrizve az egészséget és az életminőséget idős korban gyógyszerek és műtétek nélkül. ”
Marina Ezcurra, Ph.D.
