Ar žarnyno bakterijos yra sveiko senėjimo raktas?
Vis daugiau naujausių tyrimų užduoda svarbų klausimą: ar žarnyno bakterijos turi sveiko senėjimo raktą? Neseniai Londono mikrobiologų susitikime pristatyti nauji tyrimai priartina mus prie atsakymo.
Senoviniame Tithonuso mite pagrindinis veikėjas prašo dievų gyventi amžinai, bet pamiršta reikalauti amžinos jaunystės.
Nors jis įgijo nemirtingumą, senatvės ligos galų gale nugalėjo Tithonusą ir jis karčiai gailisi savo nemirtingumo.
Nors ilgaamžiškumas yra tikslas, kurio verta siekti, ir siekis, kurį žmonija puoselėja nuo senovės Graikijos laikų, Tithonuso mitas mums primena, kad ilgas gyvenimas neturi didelės vertės, jei jį apninka liga.
Ilgėjant žmogaus gyvenimo trukmei, pasaulio gyventojai sensta daug sparčiau. Iš tikrųjų, Jungtinių Tautų skaičiavimais, vyresnio amžiaus gyventojų skaičius, ty 60 metų ir vyresnių žmonių skaičius, didėja maždaug 3 procentais per metus.
Remiantis naujausiais skaičiavimais, šiuo metu visame pasaulyje yra 962 milijonai 60 metų ir vyresnių žmonių. Prognozuojama, kad iki 2050 m. Šis skaičius išaugs daugiau nei dvigubai, o 80 metų ir vyresnių žmonių skaičius padvigubės.
Senėjimą lydi daugybė lėtinių ligų. Pavyzdžiui, iki 2060 m. Alzheimerio ligos našta Jungtinėse Valstijose padvigubės, sako Ligų kontrolės ir prevencijos centrai (CDC).
Jie prognozuoja, kad iki tol beveik 14 milijonų žmonių sirgs Alzheimerio liga ir kitomis demencijos formomis, o mokslininkai sunkiai stengiasi užkirsti kelią šiai ir kitoms su amžiumi susijusioms ligoms.
Taigi, klausimas „Kaip mes galime gyventi ilgiau ir sveikiau gyvena? “ pamažu keičia knygą „Kaip mes galime gyventi ilgiau?“ Mokslininkams pradėjus ieškoti ilgesnio sveikatos srities, tampa aiškiau, kad senėjimas nėra tik neišvengiamas procesas, kuris tiesiog „įvyksta“, bet kad yra tikslūs molekuliniai mechanizmai, kurie jį reguliuoja.
Marina Ezcurra, dr. - Londono Karalienės Marijos universiteto (Jungtinės Karalystės) Biologijos ir chemijos mokslų mokyklos neurologijos mokslų lektorė skiria savo laiką šiems mechanizmams suprasti.
Jos tyrimai sutelkti dėmesį į tai, kaip senėjimas ir su juo susijusios ligos pasireiškia vadinamame kirmine Caenorhabditis elegans. Visai neseniai Ezcurra ir jos komanda nagrinėjo virškinimo trakto senėjimą ir mikrobiomo vaidmenį šiame procese.
2018 m. Spalio 24 d. Ezcurra pristatė savo tyrimą Londono mikrobiologų susitikime JK. Šioje „Spotlight“ funkcijoje mes pranešame apie pagrindinius jos pristatymo būdus.
Žmonių senėjimo tyrimui naudojant „kirminą-klaidą“
Savo pranešime „Kirminas-klaida: kombinuota modelio sistema šeimininko ir mikrobiomo sąveikai tirti“ Ezcurra pristatė C. elegans kaip perspektyvų senėjimo tyrimo modelį. C. elegans gyvenimo trukmė yra tik 2-3 savaitės, tačiau senstant išsivysto kelios patologijos - kaip ir žmogaus organizme.
Tačiau C. elegans, visos patologijos pasireiškia viena: virškinimo trakto senėjimas.
Kaip savo kalboje paaiškino Ezcurra, visi mokslininkai taikė visą gyvenimą trunkantį gydymą C. elegans darbas slopinant žarnyno senėjimą.
Naudojant C. elegans, mokslininkai gali ištirti daugybę su amžiumi susijusių procesų, tokių kaip atsparumas stresui, augimas, vaisingumas ir gyvenimo trukmė. Ekspertai taip pat naudojo C. elegans kaip kelių žmogaus ligų, pavyzdžiui, Alzheimerio, modelis.
Ezcurra cituoja esamus tyrimus C. elegans maitino Escherichia coli. Kai kirminas minta bakterijomis, mokslininkai sukūrė apie 4000 mutantinių štamų E. coli, kurių kiekvienas pašalintas specifinis genas. Tada komanda pamaitino C. elegans kiekvieną iš šių padermių ir ištyrė poveikį.
Vyresnysis tyrimo autorius Mengas Wangas, kuris yra molekulinės ir žmogaus genetikos docentas Bayloro medicinos koledže Hiustone, Teksase, pranešė apie išvadas sakydamas: „Mes maitinome C. elegans kiekvienos atskiros mutantinės bakterijos ir tada pažvelgė į kirminų gyvenimo trukmę “.
„Iš beveik 4000 mūsų išbandytų bakterinių genų 29, ištrinti, padidino kirminų gyvenimo trukmę. Dvylika šių bakterinių mutantų taip pat apsaugojo kirminus nuo naviko augimo ir amiloido-beta kaupimosi, būdingo žmonėms Alzheimerio ligai “.
Meng Wang
Be to, mokslininkai nustatė, kad vienas bakterinis mutantas gamina medžiagą, vadinamą kolano rūgštimi; šis junginys padidino ilgaamžiškumą, stimuliuodamas mitochondrijų, vadinamųjų ląstelės jėgainių, veiklą, kurios yra atsakingos už maistinių medžiagų pavertimą energija.
Kova su senėjimu vaistu nuo diabeto
Savo kalboje Ezcurra paminėjo dar vieną sėkmingų tyrimų pavyzdį C. elegans kuris parodė mikrobiomo poveikį senėjimo procesui. Šiame tyrime dalyvavo įprastas diabeto vaistas metforminas.
Metforminas šiuo metu yra pasaulyje dažniausiai skiriamas vaistas nuo diabeto. Ankstesni tyrimai parodė, kad geriamieji vaistai ne tik sumažina cukraus kiekį kraujyje, bet ir sumažina vėžio riziką.
Mokslininkai nustatė, kad vaistas gali atitolinti pelių ir senėjimą C. elegans. Metforminas šiuo metu yra tiriamas klinikinių tyrimų metu kaip galimas gydymas nuo senėjimo ir su senėjimu susijusių ligų.
Kaip tyrėja paaiškino savo kalboje, tai reiškia, kad metforminas vienu metu gali nukreipti kelias su amžiumi susijusias lėtines ligas. Metforminas gali nukreipti ne tik į diabetą, bet ir į vėžį bei Alzheimerio ligas.
Įdomus metformino poveikis yra tas, kad jie atitolina senėjimą per bakterijos. Studijos C. elegans kad cituota Ezcurra parodė, kad metformino poveikis ilgaamžiškumui neveikia, jei nėra bakterijų.
Konkrečiai, metforminas veikia folatų bakterijų metabolizmą, paaiškino Ezcurra, o tai savo ruožtu sukelia grandininę reakciją, kuri baigiasi suaktyvinus molekulinį kelią, kuris, kaip žinoma, reguliuoja senėjimą.
Derinant E.coli su C. elegans
Paties Ezcurra tyrimais siekiama sujungti du pavyzdinius organizmus - E. coli ir C. elegans - ištirti, kaip bakterijos tarpininkauja senėjimo procesui.
Ankstesni tyrimai erzino mikrobiomą C. elegans, ir kiti kolonizavo žarnyną C. elegans su E. coli OP50 ir pastebėjo įdomių efektų. Bakterijų padermė turėjo teigiamą poveikį reprodukcijai, imunitetui ir organizmo reakcijai į stresą.
Taigi Ezcurra ir jos kolegos domėjosi, ar OP50 dar turi papildomų padarinių senėjimo procesui. Eksperimentai, atlikti jos laboratorijoje, atskleidė, kad antibiotikų pridėjimas prie kirminų kolonizuotas E. coli OP50 pagerina žarnyno senėjimą. Išnaikinus bakterijų augimą, buvo atidėta žarnyno atrofija, linkusi atsirasti dėl amžiaus C. elegans.
Be to, mokslininkai rado dvi bakterijų atmainas iš C. elegans mikrobiomas, mažinantis žarnyno senėjimą. Todėl atlikus tyrimą nustatyta, kad anti-senėjimo poveikis taip pat gali būti pasiektas neišnaikinant bakterijų augimo, tačiau elgiantis priešingai: kolonizuojant žarnyną specifinėmis bakterijų padermėmis.
Kitame Ezcurra laboratorijoje atliktame eksperimente buvo naudojamas anksčiau nustatytas žmogaus ligos modelis C. elegans atkurti su amžiumi susijusį raumenų paralyžių. Mokslininkai išanalizavo 14 skirtingų bakterijų padermių, sudarančių eksperimentinį mikrobiomą, „kokteilio“ poveikį.
Jie nustatė, kad šis eksperimentinis kokteilis stipriai slopino amžiaus sukeltą paralyžių. Be to, tą patį teigiamą poveikį turėjo ir iš eksperimentinio mikrobiomo išgaunamos terpės.
Žarnyno bakterijos ir žmogaus senėjimas: kas toliau?
Ateityje Ezcurra komanda siekia išsiaiškinti, ar ji gali kolonizuoti C. elegans su žmogaus bakterijų padermėmis ištirti poveikį senėjimui ir sveikatai.
Tyrėjas neseniai gavo „Wellcome Trust“ finansavimą, kad būtų galima naudoti paprastas žmogaus mikrobiomas - tokias kaip bakterijos, kurios turi teigiamą poveikį sveikatai, ir bakterijos, kurios daro neigiamą poveikį sveikatai - ir tirti jų poveikį C. elegans.
Naudodamiesi realaus laiko vaizdavimu, mokslininkai tikisi atskleisti molekulinius mechanizmus, kuriais paremta šeimininko ir mikrobiomo sąveika, taip pat jų poveikį senėjimo procesui.
"Kitas mano tyrimo žingsnis", - sakė Ezcurra Medicinos naujienos šiandien, Yra naudoti C. elegans užduoti konkrečius klausimus apie mikrobiomo vaidmenį žmogaus sveikatai “.
"Yra daug daug tyrimų, rodančių, kad yra ryšys tarp mikrobiomo ir ligų, tokių kaip psichinės ligos, neurodegeneracinės ligos, nutukimas, diabetas ir kt., Tačiau mes nesuprantame, kas yra priežastis ir [kas yra] pasekmė".
"Tikrai reikia išsiaiškinti tikslų mikrobiomo sudėties ir ligos santykį", - tęsė ji. "Kurios mikrobų padermės prisideda prie sveikatos ir ligų, ir dar svarbiau, kaip šios padermės prisideda prie sveikatos?"
"Tampa aišku, kad mikrobiomų įvairovė yra svarbi žmogaus sveikatai", - pridūrė Ezcurra. "Daugelis veiksnių, pvz., Dietos ir gyvenimo būdo, lemia mikrobiomų įvairovę, o senstant mes paprastai prarandame įvairovę".
„Geriau suprasdami mitybos, mikrobiomo ir sveikatos sąsajas, galime suprasti, kaip pagyvenę žmonės gali išlaikyti savo mikrobiomą, taip pat tiesiogiai jiems padėti, naudodami prieš ir probiotikus taikomas strategijas. Tai padėtų mums geriau senėti, išlaikant sveikatą ir gyvenimo kokybę senatvėje be vaistų ar operacijų “.
Marina Ezcurra, dr.
