زرع البراز يجعل أدمغة الفئران المسنة تتصرف كشباب مرة أخرى

يمكن لزرع الميكروبيوم البرازي (FMT) أن يجعل الدماغ المسن قابلاً للتكيف مثل الدماغ الصغير. تم ربط الميكروبيوم المعوي لدينا بخطر الإصابة بالاكتئاب، وقد يلعب دورًا في تشكيل شخصيتنا. ولكن لأول مرة، أظهرت دراسة أن الفئران الأكبر سنا التي أعطيت الميكروبات المعوية للحيوانات الأصغر سنا عبر تجربة FMT حسنت مرونة الدماغ. ويشير هذا إلى أنهم قادرون على التغلب على حالة مشابهة للحول، المعروف أيضًا باسم العين الكسولة، والتي عادةً ما يتم علاجها بنجاح فقط في مرحلة الطفولة.

تقول باريسا غازيراني من جامعة أوسلو ميتروبوليتان في النرويج، والتي لم تشارك في هذا العمل: “تشير هذه الدراسة إلى أن المجتمعات الميكروبية قد تساعد في تنظيم الفترات الحرجة من نمو الدماغ من خلال تحديد متى تفتح وتنغلق نوافذ النمو ذات اللدونة العالية”. “إنه يشير إلى أن ميكروبيوم الأمعاء قد يكون شريكًا تنمويًا نشطًا يساعد في تشكيل نضوج الدائرة العصبية إلى جانب الخبرة الحسية والنشاط المناعي والبرمجة الجينية.”

المرونة العصبية، وهي قدرة الدماغ على إعادة تشكيل نفسه، تعني أن حالات مثل الحول يمكن علاجها عند الأطفال عن طريق تغطية أعينهم القوية بشكل مؤقت. وهذا يجبر الدماغ على تكوين اتصالات جديدة بالعين الأضعف، مما يحسن الرؤية بشكل عام. لكن اللدونة تبلغ ذروتها في سن مبكرة، وتتناقص عندما تقوم أدمغتنا بشكل طبيعي بتشذيب الروابط غير المستخدمة خلال فترة المراهقة.

أرادت باولا توجنيني – من كلية سانتانا للدراسات المتقدمة في بيزا بإيطاليا – وزملاؤها معرفة ما إذا كان ميكروبيوم الأمعاء متورطًا في هذا الأمر، ويمكن التلاعب به لتعزيز مرونة الدماغ في مرحلة البلوغ.

أولاً، أعطوا الفئران البالغة من العمر 21 يومًا جرعة عالية من المضادات الحيوية واسعة الطيف المذابة في الماء يوميًا لمدة 10 أيام، ووجدوا تغيرات جوهرية في الميكروبات المعوية لديهم مقارنة بمجموعة مراقبة من الفئران التي تناولت مياهًا غير معالجة. وشمل ذلك انخفاض مستويات العائلات البكتيرية مثل لاخنوسبيراسياالذي يشارك في صنع الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة ذات خصائص وقائية للأعصاب.

ثم تم إغلاق عين واحدة لكل فأر لمدة ثلاثة أيام. بعد ذلك، عندما قام الباحثون بتصوير الاستجابات العصبية لتحفيز كل عين، وجدوا أن فئران التحكم فقط هي التي أظهرت دليلاً على المرونة العصبية، حيث استجابت أدمغتها بشكل أكبر لتحفيز العين التي ظلت مفتوحة.

وللتحقق مما قد يكون وراء التغيير، أجرى الفريق تسلسل الحمض النووي الريبوزي (RNA) للكشف عن الجينات التي تم تشغيلها في القشرة البصرية للفئران. يقول توجنيني: “لقد وجدنا تغيرات جذرية في الحيوانات التي تلقت كوكتيل المضادات الحيوية”. تم التعبير عن أكثر من 1000 جين بشكل مختلف في هذه الفئران مقارنة بفئران التحكم. وشملت هذه الجينات المرتبطة بعملية تكون الميالين، عندما يتم تغليف الأعصاب بغلاف وقائي، ونفاذية الحاجز الدموي الدماغي.

أخيرًا، قام الفريق بزرع الكائنات الحية الدقيقة البرازية للفئران التي يبلغ عمرها حوالي 30 يومًا في فئران بالغة عمرها 4 أشهر، بينما تلقت مجموعة المراقبة عمليات زرع من بالغين آخرين. فقط أدمغة الفئران التي تلقت الميكروبات الحيوية الشابة أظهرت مرونة عصبية استجابة لتجربة إغلاق العين.

إذا كان الأمر نفسه ينطبق على البشر، فقد تكون العواقب وخيمة، كما تقول هارييت شيليكينز من جامعة كوليدج كورك في أيرلندا. وتقول: “قد يشير هذا إلى أن الميكروبيوم ليس مهمًا لنمو الدماغ في المراحل المبكرة من الحياة فحسب، بل قد يتم استهدافه أيضًا في وقت لاحق من الحياة لتعزيز التعلم، أو التعافي بعد الإصابة، أو المرونة في الشيخوخة والأمراض العصبية”. “سيكون التحدي هو تحديد المستقلبات أو السلالات الميكروبية المحددة المسؤولة، بدلاً من الاعتماد على عمليات زرع الكائنات الحية الدقيقة الخام.”

ومع ذلك، فإن الاستقراء المباشر للناس سابق لأوانه، كما يقول غازيراني، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى أن أدمغتنا أكثر تعقيدًا وأن الكائنات الحية الدقيقة لدينا تتأثر بشدة بنظامنا الغذائي وأنماط حياتنا.

وتثير الدراسة أيضًا تساؤلات حول الآثار المحتملة طويلة المدى للتعرض للمضادات الحيوية في وقت مبكر من الحياة، كما يقول غازيراني، خاصة إذا كانت الجرعة عالية وطويلة الأمد. وتقول: “على الرغم من أن المضادات الحيوية تظل منقذة للحياة ولا ينبغي أبدًا حجبها عند الإشارة إليها سريريًا، فإن هذه النتائج تعزز أهمية استخدامها بحكمة خلال فترات النمو الحرجة”.