Οι περιβαλλοντικοί παράγοντες της πρώιμης ζωής μπορούν να έχουν μακροπρόθεσμες επιπτώσεις στους απογόνους, που εκτείνονται μέχρι την ενηλικίωση, εν μέρει λόγω της δυσβίωσης του εντερικού μικροβιώματος.
Μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Microbiome αποκαλύπτει ότι οι γενετικές διαφορές μεταξύ των ατόμων μπορεί να τα κάνουν πιο επιρρεπή στην εντερική δυσβίωση τροποποιώντας την ευαισθησία του ξενιστή σε αυτούς τους περιβαλλοντικούς παράγοντες.
Ο μικροβιακός αποικισμός ξεκινά πριν από τη γέννηση και επηρεάζεται βαθιά από τα μητρικά γονίδια, τη μικροχλωρίδα και περιβαλλοντικούς παράγοντες, όπως η διατροφική ή η έκθεση της μητέρας σε αντιβιοτικά. Οι ελλείψεις πρωτεϊνών και βιταμίνης D είναι σχετικά διαδεδομένες κατά την εγκυμοσύνη και τη γαλουχία και έχουν συσχετιστεί με δυσβίωση, η οποία μπορεί επίσης να εμφανιστεί μετά από έκθεση σε αντιβιοτικά.
Η γενετική σύνθεση επηρεάζει επίσης τον τρόπο με τον οποίο οι περιβαλλοντικοί παράγοντες επηρεάζουν τους απογόνους. Για παράδειγμα, τα γονίδια και η φυσιολογία του ξενιστή μπορούν να διαμορφώσουν τους μεταβολίτες των χολικών οξέων, τα επίπεδα αντιμικροβιακών ενώσεων και τη δομή του βλεννογόνου του εντέρου, τα οποία επηρεάζουν την εντερική υγεία και τις μικροβιακές κοινότητες.
Επιπλέον, η προέλευση συγκεκριμένων γονιδίων, είτε κληρονομούνται από τη μητέρα είτε από τον πατέρα, γνωστή ως φαινόμενο PO (parent-of-origin), μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την τελική σύνθεση της μικροχλωρίδας του εντέρου και τα αναπτυξιακά αποτελέσματα. Δεν είναι πολλά γνωστά για το πώς αυτοί οι παράγοντες επηρεάζουν το εντερικό μικροβίωμα και τη μακροπρόθεσμη υγεία των απογόνων.
Η παρούσα μελέτη στόχευε στον εντοπισμό αυτών των αποτελεσμάτων σε ενήλικους απογόνους που εκτέθηκαν στην πρώιμη ζωή σε αντιβιοτικά, ανεπαρκή πρόσληψη πρωτεΐνης και ανεπάρκεια βιταμίνης D. Επιδίωξε επίσης να βρει τον ρόλο του γενετικού υποβάθρου και της επίδρασης του φαινομένου PO στην εντερική δυσβίωση που σχετίζεται με αυτούς τους παράγοντες.
Χρησιμοποιήθηκαν τρεις ομάδες θηλυκών ποντικών Συνεργατικής Διασταύρωσης (CC) και οι απόγονοί τους, μαζί με μια ομάδα ελέγχου. Ο όρος CC αναφέρεται σε ομομικτικά ποντίκια των οποίων τα γονίδια προκύπτουν από ανασυνδυασμό από οκτώ ιδρυτικά στελέχη ποντικών που ανήκουν σε τρία κύρια είδη. Αυτά μπορούν να αντικατοπτρίζουν τις επιπτώσεις των αλληλεπιδράσεων μεταξύ γονιδίων και περιβάλλοντος σε σύνθετους φαινοτύπους.
Τα θηλυκά έλαβαν τροφή που περιείχε αντιβιοτικά, χαμηλή σε πρωτεΐνες ή χαμηλή σε βιταμίνη D σε σύγκριση με την τροφή ελέγχου, ξεκινώντας πέντε εβδομάδες πριν από τη σύλληψη και συνεχίζοντας μέχρι τη διακοπή της γαλουχίας (21η ημέρα). Μετά τον απογαλακτισμό, όλα τα νεογνά άλλαξαν σε τυποποιημένη διατροφή τρωκτικών μέχρι οκτώ εβδομάδες.
Εντοπίστηκαν ορισμένες εξαρτήσεις εξαρτιόταν από το γενετικό υπόβαθρο, με το PO να αντιπροσωπεύει το 20-50% της μεταβλητότητας στο μικροβίωμα του εντέρου στην ομάδα δοκιμής έναντι 20-40% στην ομάδα ελέγχου. Διαφορές στην αφθονία παρατηρήθηκαν για τα Bacteroides, Muribaculaceae, Akkermansia και Bifidobacterium. Σε ορισμένα είδη η αφθονία τριπλασιάστηκε, ενώ σε άλλα τριπλασιάστηκε. Το σωματικό βάρος ορισμένων απογόνων ήταν 15% χαμηλότερο από αυτό των ομάδων ελέγχου.
Η έλλειψη πρωτεΐνης δεν άλλαξε τους δείκτες ποικιλομορφίας μεταξύ της ομάδας δοκιμής και της ομάδας ελέγχου. Ωστόσο, είδη όπως το Akkermansia και το Bifidobacterium ήταν σημαντικά λιγότερο άφθονα σε απογόνους χαμηλής περιεκτικότητας σε πρωτεΐνες. Η δίαιτα χαμηλή σε πρωτεΐνες μείωσε το σωματικό βάρος των ενήλικων απογόνων κατά 15% σε όλες τις ομάδες δοκιμής, ανεξάρτητα από τις αλλαγές στη μικροβιακή ποικιλομορφία. Αυτό συμφωνεί με προηγούμενες μελέτες που δείχνουν ότι η έλλειψη πρωτεΐνης σχετίζεται με μειωμένη απορρόφηση θρεπτικών συστατικών.
Η ανεπάρκεια βιταμίνης D δεν μείωσε το σωματικό βάρος ή τη μικροβιακή ποικιλομορφία σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου, επιβεβαιώνοντας προηγούμενες μελέτες. Ενώ η ανεπάρκεια βιταμίνης D δεν προκάλεσε μείωση του σωματικού βάρους σε ενήλικα ποντίκια, οι απόγονοι από μία διασταύρωση ήταν βαρύτεροι από εκείνους από την αμοιβαία διασταύρωσή τους.
Αυτή η μελέτη διαπίστωσε ότι οι διαφορές στο σωματικό βάρος και τη μικροχλωρίδα που οφείλονται στην PO ήταν πιο συνεπείς για ορισμένες διασταυρώσεις. Το φαινόμενο PO θα μπορούσε να οφείλεται σε διαφορές στο μιτοχονδριακό DNA ή στα φυλετικά χρωμοσώματα, στην επιγενετική ρύθμιση ή σε επιδράσεις του πλακούντα ή της μήτρας λόγω μητρικών γονιδίων.
Το συμπέρασμα είναι ότι η έκθεση σε αντιβιοτικά στα πρώτα χρόνια της ζωής ή οι ελλείψεις σε πρωτεΐνες ή βιταμίνη D μπορούν να έχουν μακροπρόθεσμες επιπτώσεις στην ανάπτυξη και τη μικροχλωρίδα του εντέρου σε ενήλικα ποντίκια. Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι η πρώιμη περιβαλλοντική έκθεση αλληλεπιδρά με κληρονομικούς μητρικούς παράγοντες για να διαμορφώσει τις δια βίου πορείες υγείας και υπογραμμίζουν την ανάγκη για μεγαλύτερη προσοχή στη μητρική διατροφή και τη φαρμακευτική αγωγή κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης.
Περισσότερες πληροφορίες: Huda, M. N., Kelly, E., Barron, K., et al. (2025). The impact of early-life exposures on growth and adult gut microbiome composition is dependent on genetic strain and parent- of- origin. Microbiome. doi: https://doi.org/10.1186/s40168-025-02130-w. https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-025-02130-w.
