2023 Autor: Bryan Walter | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-05-24 23:09
Deutsche Forscher des Instituts für Biologie des Alterns beobachteten erstmals den Effekt der Verjüngung nach dem Austausch der Darmflora zwischen kleinen Fischen namens Furzer-Notobranchs. Die Lebensdauer von Fischen, die den Kot ihrer jungen Artgenossen fressen, hat sich um mehr als ein Drittel erhöht. Die Arbeit kann zur Vorabveröffentlichung auf bioRxiv.org gelesen werden.
Das Mikrobiom ist eine Gemeinschaft von Bakterien, die unter bestimmten Umweltbedingungen, in diesem Fall im Darm, leben. Solche Bakterien sind Symbionten ihrer Wirte, und ohne sie ist eine normale Verdauung unmöglich. Im Darm leben in der Regel viele Bakterienarten gleichzeitig und bilden ein ganzes Ökosystem mit einem gewissen Gleichgewicht, dessen Verschiebung die Gesundheit des Wirts stark beeinträchtigen kann. In letzter Zeit ist die Mikrobiomforschung sehr populär geworden, Wissenschaftler glauben, dass die Rolle von Bakterien im Körper nicht auf die Verdauung von Nahrung beschränkt ist, sondern fast alle lebenswichtigen Funktionen beeinflusst, einschließlich der Immunität und sogar des Gedächtnisses und der Lernfähigkeit.
Die Mikrobiom-Transplantation gilt als vielversprechende medizinische Entwicklung und hilft bei der Bewältigung gefährlicher Krankheiten wie der pseudomembranösen Kolitis (wir haben bereits über spezielle Fäkaliendosen gesprochen) und noch weniger schwerwiegender Probleme, zum Beispiel Achselgeruch. Diese Art der Behandlung ist manchmal viel effektiver und weniger schädlich als der Einsatz von Antibiotika.
Es ist bekannt, dass die Lebenserwartung insbesondere von der Umgebungstemperatur und der Art der Ernährung des Körpers beeinflusst wird (Kälte und eine geringe Nahrungsmenge tragen bei einigen Organismen zu ihrer Verlängerung bei), aber im Allgemeinen sind die Möglichkeiten der Einfluss auf diesen Prozess haben, sind noch nicht gut verstanden. Der bekannte Unterschied zwischen der Zusammensetzung von Mikrobiomen im jungen und alten Alter (es wurde eine signifikante Abnahme der Diversität der Zusammensetzung von Mikrobiomen bei alten Menschen gezeigt) veranlasste die Wissenschaftler, über eine mögliche verjüngende Wirkung bei einer geeigneten Transplantation nachzudenken. Frühere Studien haben auch gezeigt, dass die Wiederherstellung des Gleichgewichts der Darmflora bei Dysbiose, zum Beispiel bei Fruchtfliegen, zu einer Verlängerung der Lebensdauer führt.
Notobranchs leben nur wenige Monate - eine sehr kurze Zeit für ein Wirbeltier - und sind daher ein geeigneter Modellorganismus, um Alterungsprozesse zu studieren. Sie beherbergen auch in jungen Jahren eine Vielzahl von Mikroben und verlieren im Alter einen Großteil ihrer Symbiontenvielfalt. Ein Blick auf die Darmzusammensetzung eines Fisches kann sein Alter leicht bestimmen, stellen die Forscher fest. Eine Abnahme der Diversität im Alter betrifft nicht nur die Anzahl der Bakterienarten, sondern auch den Beitrag großer taxonomischer Einheiten zum Kohlenhydrat-, Nukleotid- und Aminosäurestoffwechsel. Es stellte sich heraus, dass in alten Organismen Vertreter von Proteobakterien vorherrschen, die Dysbakteriose verursachen können, während junge Formen durch eine Vielzahl von Firmicutes, Actinobacteria und Bacteroidetes unterschieden wurden; außerdem verfügten sie über bessere DNA-Reparatursysteme, die die Abwehrfähigkeit des Mikrobioms und die Aufrechterhaltung der Homöostase sicherstellen. Gleichzeitig unterscheiden sich alte Fische in der Zusammensetzung des Mikrobioms recht deutlich, während bei jungen Fischen die Zusammensetzung mehr oder weniger gleich ist.
Um die mögliche verjüngende Wirkung der Transplantation des Notobranch-Mikrobioms zu untersuchen oder seine Abwesenheit zu verifizieren, führten die Wissenschaftler das folgende Experiment durch. Sie fütterten 9,5 Wochen alte Fische zuerst mit Antibiotika, um ihre eigenen Bakterien abzutöten, und setzten sie dann in ein sauberes Aquarium mit Kot von 6 Wochen alten Fischen. "Notabranchs fressen normalerweise keinen Kot", bemerkt der Genetiker Dario Valenzano, Projektleiter, "aber sie schmecken alles, was an Nahrung erinnert, sodass Keime in ihren Körper gelangen können."Nachdem sichergestellt war, dass die Mikroben Wurzeln geschlagen hatten, begannen die Wissenschaftler, den weiteren Verlauf des Fischlebens zu beobachten. Nach anderthalb Monaten war die Zusammensetzung ihrer Darmflora immer noch ähnlich der von sechs Wochen alten Individuen, und die untersuchten Notobranchs schwammen im Gegensatz zu ihren üblichen Artgenossen, für die dieses Alter bereits als respektabel gilt, zügig durch das Aquarium. Die Lebensdauer der untersuchten Notobranchs wurde im Durchschnitt um 41 Prozent verlängert.
Gleichzeitig hatte das gegenteilige Experiment – die Fütterung junger Fische mit dem Kot alter Fische – nicht den gegenteiligen Effekt und beeinflusste ihre Lebensdauer nicht. Zuvor wurden ähnliche Experimente mit "jungem Blut" beispielsweise mit Mäusen durchgeführt - wenn die beiden Kreislaufsysteme kombiniert wurden, verbesserte die ältere Maus ihre Gesundheit und die jüngere verschlechterte ihre eigene nicht.
Die transkriptomische Analyse zeigte, dass die Alterung des Darms der Notobranch mit einer Zunahme von Entzündungsprozessen und einer Abnahme der Proliferations- und Differenzierungsprozesse ihrer Zellen verbunden ist. Forscher glauben, dass die Immunität der Fische mit zunehmendem Alter nachlässt und sich mehr schädliche Bakterien im Mikrobiom durchsetzen, und der Körper ist hauptsächlich damit beschäftigt, sie zu bekämpfen und nicht normal zu funktionieren "der Darm… Darüber hinaus kann das junge Mikrobiom in irgendeiner Weise das Immunsystem selbst beeinflussen. Künftig werden Wissenschaftler die entsprechenden Mechanismen untersuchen und versuchen, ähnliche Experimente an Fruchtfliegen und an Mäusen durchzuführen. Lesen Sie hier, wie die Eierstöcke junger Menschen zur Verjüngung alten Mäusen verpflanzt wurden.
