Микробиом матери влияет на экспрессию генов у плода

Кровеносные сосуды в плаценте мыши с нормальным микробиомом (слева, сверху и снизу) более развиты, чем у мыши без кишечных бактерий. Credit: Geoffrey N. Pronovost et al./Sci. Adv. (CC-BY 4.0)

Микробиом кишечника влияет на наше здоровье, самочувствие и даже на память, а микробиом будущих матерей, как было показано, влияет на их потомство. Новое исследование показало, что изменения в материнском микробиоме и метаболитах, вырабатываемых этим микробиомом, могут приводить к изменениям в экспрессии генов в мозге, кишечнике и плаценте плода. Об этом исследовании, в котором использовались мышиные модели, не содержащие микробов или имеющие нормальный микробиом, сообщается в журнале BMC Biology в октябре 2023.

Мышей с нормальным микробиомом выращивали обычным способом, а безмикробных мышей, у которых не было бактерий, выращивали в стерильной среде. У потомства мышей, не имевших кишечных микробов, наблюдался более низкий уровень активности иммунных генов и меньшая экспрессия генов, связанных с взаимодействием хозяина и микробов. Гены мозга, связанные с функционированием и развитием нервной системы, также были менее активны у плодов безмикробных мышей. Изменилась также экспрессия генов, регулирующих беременность, в плаценте.

Различия в экспрессии генов были особенно выражены у потомства мужского пола, что позволяет предположить, что они более уязвимы к влиянию материнского микробиома.

Также было обнаружено, что активность генов связана с уровнем метаболитов, вырабатываемых материнскими микробами. У мышей без кишечных микробов эти метаболиты полностью отсутствуют или находятся на гораздо более низком уровне, чем у мышей с микробиомом.

«По-видимому, такие продукты жизнедеятельности микроорганизмов могут влиять на развитие кишечника и мозга, а также на функционирование плаценты. Многие из этих метаболитов ранее не были известны», — говорит старший автор исследования Микаэль Нику (Mikael Niku) из Университета Хельсинки. «Наше исследование проливает свет на значение микробиоты и механизмы, с помощью которых микробиота влияет на индивидуальное развитие и беременность. Мы выявили ранее неизвестные соединения в организме плода, которые, вероятно, являются микробными и могут быть важны для индивидуального развития»

Сейчас исследователи оценивают вторичные метаболиты, продуцируемые микробиомами поросят и телят, а также образцами мекония(первых фекалий новорождённого) и амниотической жидкости(плодных вод) младенцев.

Считается, что вероятность развития некоторых заболеваний, таких как аллергия или воспалительные заболевания кишечника, зависит от дисбаланса микробиома на ранних этапах жизни. Исследования, подобные этому, помогут нам понять, как могут возникнуть эти нарушения, и, возможно, предотвратить их, добавляет Нику.

Husso, A., Pessa-Morikawa, T., Koistinen, V.M. et al. Impacts of maternal microbiota and microbial metabolites on fetal intestine, brain, and placenta. BMC Biol 21, 207 (2023). https://doi.org/10.1186/s12915-023-01709-9