9 دقیقه
پژوهشگران دانشگاه گوتنبرگ با شناسایی نوعی باکتری روده که قادر به تولید سروتونین فعال است، گامی مهم در بازتعریف تعامل روده-مغز برداشتند و افقهای جدیدی برای درمان سندروم روده تحریکپذیر (IBS) گشودند. این کشف ارتباط تازه و شگفتآوری بین گونههای مشخصی از میکروبیوم روده و تولید سروتونین در بدن نشان میدهد؛ مولکولی کلیدی که نقش مهمی در تنظیم عملکرد رودهای و حرکات دودی، ترشح و حسکردن دارد.
میکروبها، سروتونین و روده: یافتههای مطالعه
سروتونین معمولاً بهعنوان یک انتقالدهنده عصبی مغزی شناخته میشود، اما بیش از 90٪ سروتونین بدن در دستگاه گوارش ساخته میشود، جایی که از طریق سیستم عصبی رودهای یا همان «مغز دوم» بر انقباضات عضلانی، ترشح مخاط و حسها تأثیر میگذارد. سلولهای انتروکروماتوس (enterochromaffin cells) و مسیرهای آنزیمی میزبان مانند آنچه در سنتز سروتونین شناخته شده است، از جمله عوامل تولید این ماده در بافت رودهای هستند. پژوهشهای پیشین نشان داده بودند که میکروبیوم روده میتواند سطح سروتونین میزبان را تحت تأثیر قرار دهد، اما تولید مستقیم سروتونین فعال توسط میکروبها در پستانداران بهطور روشن اثبات نشده بود.
در آزمایشهایی که در نشریه Cell Reports گزارش شده است، محققان دو گونه باکتری را جداسازی کردند که در کنار هم قادر به تولید سروتونین بیواکتیو هستند: Limosilactobacillus mucosae و Ligilactobacillus ruminis. وقتی این سویهها به موشهای عاری از میکروب (germ-free) که سطوح سروتونین پایینی داشتند وارد شدند، مقدار سروتونین روده افزایش یافت، چگالی سلولهای عصبی در روده بزرگ بهبود پیدا کرد و زمان انتقال رودهای به سمت مقادیر نرمال تغییر کرد. این تغییرات عملکردی نشاندهنده آن است که فعالیت میکروبی فراتر از امضای بیوشیمیایی بوده و به نتایج فیزیولوژیک قابل اندازهگیری مرتبط است.
روشهای بهکار گرفتهشده در این مطالعه شامل کشتهای اختصاصی میکروبی، آنالیزهای متابولومیک برای شناسایی محصولات متابولیکی و آزمایشهای حیوانی کنترلشده بود. پژوهشگران نه تنها حضور ژنها و مسیرهای بیوشیمیایی مرتبط با سنتز سروتونین را در ژنوم این باکتریها شناسایی کردند، بلکه تولید مولکولهای فعال در محیطهای کشت را نیز اندازهگیری نمودند. همچنین، با بررسی بافت روده و ارزیابی ایمونوهیستوشیمی، چگالی نورونهای رودهای و وضعیت ساختاری مخاط مورد ارزیابی قرار گرفت تا اثرات عملکردی تولید سروتونین توسط میکروبها بهتر تبیین شود.
چرا این موضوع برای IBS و مراقبت از بیماران اهمیت دارد
سندروم روده تحریکپذیر (IBS) یک اختلال چندشکلی است که با درد شکمی و تغییرات در عادات دفعی (یبوست، اسهال یا تناوب هر دو) مشخص میشود و شیوع آن در زنان بالاتر از مردان است. علل IBS چندعاملی بوده و عواملی مانند رژیم غذایی، حرکتشناسی روده (motility)، سیگنالینگ ایمنی و ترکیب میکروبیوم در آن نقش دارند؛ با این حال، مسیرهای سروتونرژیک یک نقش مرکزی دارند چرا که مستقیماً حرکات روده و حساسیت دیواره روده را تنظیم میکنند. تغییرات در سیگنالینگ سروتونین میتواند به درد، نفخ و اختلال در عبور محتویات رودهای منجر شود.
تیم گوتنبرگ دریافت که نمونههای مدفوع افراد مبتلابه IBS حاوی سطح پایینتری از L. mucosae نسبت به افراد سالم بودند. از سوی دیگر، L. mucosae دارای مجموعه آنزیمهایی است که برای سنتز سروتونین مورد نیاز دانسته میشوند؛ این نکته احتمال جالبی را مطرح میسازد: کاهش فراوانی این گونه ممکن است در برخی بیماران به نارسایی تولید سروتونین موضعی منجر شود و در نتیجه علائم IBS تشدید گردد. این دادهها میتواند به عنوان یک نشانگر میکروبیولوژیک یا هدف درمانی بالقوه برای زیربخشهایی از بیماران مورد استفاده قرار گیرد.
در عمل بالینی، درمانهای فعلی IBS شامل تنظیم رژیم غذایی (مثلاً رژیم FODMAP پایین)، داروهای ضداسپاسم، ملینها، ضداسهالها و در برخی حالات داروهایی که مسیرهای سروتونین را هدف میگیرند (مانند آنتاگونیستهای 5-HT3 یا آگونیستهای 5-HT4) است. یافتههای جدید نشان میدهد که بهجای هدفگیری سیستم عصبی میزبان بهصورت کلی یا مصرف داروهای سیستمیک که ممکن است عوارض جانبی داشته باشند، بازگرداندن تابعیت میکروبی مشخص یا تقویت تولید سروتونین محلی در روده میتواند رویکردی متمرکزتر، موثرتر و با تحمل بهتر باشد.
«برای من بسیار شگفتانگیز است که چگونه باکتریهای روده میتوانند مولکولهای سیگنالدهنده فعال بسازند که سلامت را تحتتأثیر قرار میدهند»، گفت فردریک بکِد (Fredrik Bäckhed)، استاد پزشکی مولکولی در آکادمی Sahlgrenska، که اهمیت کلی یافتهها را خلاصه میکرد. مگنوس سیمرن (Magnus Simrén)، استاد گوارش پزشکی در همان مؤسسه، افزود که این کشف افقهای درمانی جدیدی برای اختلالات عملکردی گوارشی مانند IBS باز میکند و ممکن است زمینهساز توسعه درمانهای زیستی-مستقیم مبتنیبر میکروبیوم باشد.
از آزمایشگاه تا تخت بیمار: درمانهای بالقوه و گامهای بعدی
پیامهای فوری این کشف در سطح علمی روشن است: اکنون میدانیم که گونههای خاصی از باکتریهای روده میتوانند یک مولکول سیگنالی کلیدی میزبان را سنتز کنند. از منظر ترجمهای (ترانسلاتیونال)، این یافته دو مسیر امیدوارکننده برای مداخلات آینده پیشنهاد میدهد. مسیر اول، بازسازی میکروبی مستقیم است — استفاده از پروبیوتیکهای هدفمند یا کنسرسیومهای باکتریای مشخص برای بازمعرفی سویههای تولیدکننده سروتونین به روده بیماران. مسیر دوم، بهرهبرداری از آنزیمها یا متابولیتهایی است که این باکتریها تولید میکنند تا مولکولهای کوچک یا بیوتراپیهایی طراحی شود که بطور موضعی سیگنالینگ سروتونین را در روده تنظیم کنند.
در گزینه نخست، نمونههایی از رویکردهای عملی عبارتند از فرموله کردن کپسولهای ریزپوششدار برای تحویل زنده به روده بزرگ، یا استفاده از محصولات بیوتراپی زنده (Live Biotherapeutic Products - LBPs) که تحت نظارت مقررات دارویی تولید میشوند. این محصولات باید از نظر ایمنی، پایداری و توانایی استعمار مجدد یا فعالیت در محیط روده مورد بررسی قرار گیرند. همچنین، ترکیب با پریبیوتیکها یا رژیمهای غذایی خاص (synbiotic approach) ممکن است موفقیت بازاستعمار را افزایش دهد.
در مسیر دوم، آنزیمهای باکتری یا متابولیتهای میانتراکی میتوانند بهصورت پروتئین درمانی یا مولکولهای کوچک سنتز شوند تا اثرات تولید سروتونین را بدون نیاز به انتقال میکروب زنده تقلید کنند. این رویکرد میتواند برای بیمارانی مناسب باشد که تحمل دریافت میکروبهای زنده را ندارند یا ریسکهای ایمنی آنها بالا است. طراحی داروهایی که فعالیت آنزیمی اختصاصی را در لومن روده افزایش دهند یا پیشمادههایی که توسط جمعیت میکروبی موجود تبدیل به سروتونین شوند، از جمله راهکارهای تحقیقاتی قابل بررسیاند.
اما پیش از پیادهسازی بالینی، گامهای مهمی باقی است. پژوهشگران باید ایمنی و اثربخشی این رویکردها را در مطالعات بالینی انسانی تأیید کنند، زیرگروههای بیماران مناسب برای هر مداخله را مشخص نمایند و دوز، فرمولاسیون و راههای تحویل بهینه را تعیین کنند. همچنین لازم است بفهمیم رژیم غذایی، مصرف آنتیبیوتیکها، و تعامل با سایر میکروبهای روده چگونه حضور و فعالیت L. mucosae و L. ruminis را در جمعیتهای مختلف شکل میدهد؛ این اطلاعات برای طراحی مداخلات موثر و قابل تعمیم ضروریاند.
مسائل تنظیمی و تولید نیز از اهمیت بالایی برخوردارند: محصولات حاوی میکروب زنده باید تحت تولید خوب دارویی (GMP) ساخته شوند، و معیارهای کیفیت، پایداری و اثربخشی آنها باید بهصورت قانونی تعریف شوند. مطالعات طولی برای بررسی پایداری استعمار و دوام اثرات درمانی نیز لازم است تا مشخص شود آیا نیاز به دوزهای تکرارشونده وجود دارد یا یک بار درمان میتواند اثر بلندمدت داشته باشد.
زمینه علمی و پرسشهای باز
این مطالعه به بدنه رو به رشد ادبیات درباره ارتباط شیمیایی میزبان-میکروب میافزاید. نقطهعطف آن این است که میکروبها نقش فعالتری دارند — نه تنها با تنظیم غیرمستقیم مسیرهای میزبان، بلکه با سنتز مستقیم مولکولهای بیواکتیوی که خود در فیزیولوژی میزبان شرکت میکنند. چنین مفهومی مرزهای جدیدی را در درک ما از همزیستی میکروبی-میزبان باز میکند و درباره ارتباطات پیچیده بین متابولوم میکروبی، ایمنی موضعی، و عملکرد عصبی روده سؤالهای جدیدی ایجاد مینماید.
پرسشهای کلیدی باز عبارتند از: تا چه حد باکتریهای تولیدکننده سروتونین در جمعیتهای انسانی گستردهاند، شدت و پایداری استعمار آنها در ستون فقرات زمانی چگونه است، و آیا دستکاری آنها میتواند پیامدهای فرارودهای مانند تغییرات در خلقوخو یا آستانه درد را از طریق مسیرهای ارتباطی روده-مغز (نظیر عصب واگوس یا مسیرهای ایمنی و متابولیکی) تغییر دهد. علاوه بر این، مشخص نیست که تعاملات گونهای بین باکتریهای تولیدکننده سروتونین و سایر اعضای میکروبیوم—مثل رقابت برای سوبستراهای غذایی یا تولید متابولیتهای مهارکننده—چه تأثیری بر تولید سروتونین خواهند داشت.
برای افراد مبتلابه IBS، این یافتهها دلیل احتیاطآمیز برای خوشبینی فراهم میکنند: به جای تغییر کلی و گسترده میکروبیوم که ممکن است پیامدهای غیرقابل پیشبینی داشته باشد، بازگرداندن عملکردهای میکروبی مشخص میتواند به درمانهای هدفمندتر و با تحمل بهتر منتهی شود. میتوان آیندهای را تصور کرد که در آن یک کپسول یا درمان بیولوژیک زنده با هدف تأمین یا بازیابی تولید سروتونین میکروبی موضعی، بدون ایجاد عوارض سیستمیک گسترده، علائم را کاهش دهد و کیفیت زندگی بیماران را بهبود ببخشد.
در پایان، لازم است بر اهمیت مطالعه بینرشتهای تأکید شود: تلفیق میکروبیولوژی، متابولومیک، نورواندوکرینولوژی رودهای، و مطالعات بالینی دقیق برای ترجمه این کشف به درمانهای موثر و ایمن ضروری است. همچنین همکاری با نهادهای تنظیمی و جلب مشارکت بیماران در طراحی مطالعات میتواند مسیر توسعه بالینی را تسریع کند و اطمینان دهد که درمانهای آینده نه تنها علمی، بلکه عملی و قابل دسترس خواهند بود.
منبع: scitechdaily
نظرات
اتو_r
خوبه ولی یه کم اغراق داره؛ تولید موضعی سروتونین توسط باکتریها هیجانانگیزه ولی راه تا درمان بالینی طولانیه، محتاط باشیم.
پمپزون
یادآوری خوب از اینکه میکروبیوم فعالتر از تصور ماست. سوال اینه کنار داروها میشه یا جایگزین؟ مطالعات طولی لازمه.
مکس_x
من یکی از بیماران IBS رو میشناسم که پروبیوتیک جواب نداد، اما ایده بازگردوندن گونه خاص جذابه، اگه امن باشه
کامران
تا حدی منطقیه، ولی فکر کنم اثرات فراتر از روده هم باید بررسی بشه؛ خلق، درد، واکنش ایمنی، کلی پیچیدگی.
بایونیکس
جالبه ولی آیا این تو انسان هم قوی و پایدار عمل میکنه؟ نمونههای بزرگتر لازمه، تبلیغات زودهنگام نکنیم
دیتاپالس
وای، یعنی باکتری میتونه سروتونین بسازه؟! این واقعا میتونه روش درمانی IBS رو عوض کنه... چند سؤال باقی مونده البته 😮
ارسال نظر