Команда исследователей из SAHMRI и Университета Флиндерса обнаружила связь между типом микробиома, который повторно заселяет кишечник после приема антибиотиков, и сокращением продолжительности жизни у мышей.
Исследование, недавно опубликованное в Cell Reports , является первым в своем роде исследованием долгосрочных эффектов воздействия антибиотиков на нормальных здоровых мышей в раннем возрасте, отслеживая мышей от младенчества до старости, 102 недели спустя.
Профессор Дэвид Линн, руководитель группы EMBL Australia в SAHMRI и Университете Флиндерса, который руководил проектом, говорит, что предыдущие исследования, изучающие причинную связь между микробиотой кишечника и продолжительностью жизни, в основном ограничивались беспозвоночными и мышами с сокращенной продолжительностью жизни из-за генетического дефицита.
«Это первый раз, когда мы смогли отследить влияние, которое изменения микробиома кишечника из-за антибиотиков в молодом возрасте могут оказывать на мышей на протяжении всей их нормальной жизни», - сказал профессор Линн. После того, как разнообразие микробиома было сильно истощено из-за антибиотиков, исследователи обнаружили, что в кишечнике повторно заселился один из двух различных доминантных типов микробиоты , которые они назвали «PAM I» и «PAM II».
«У мышей с микробиомом PAM II в более позднем возрасте проявляется повышенная инсулинорезистентность, что указывает на метаболическую дисфункцию, а также значительно более высокий уровень воспаления во многих различных тканях, включая кровь, печень и мозг», - сказал профессор Линн.
«Мыши PAM II умирали примерно в два раза чаще, чем те, которые были повторно заселены микробиотой PAM I, даже несмотря на то, что обе группы были однопометниками, подвергавшимися воздействию одних и тех же антибиотиков».
Эти эффекты наблюдались даже при том, что состав микробиоты в обеих группах мышей, подвергшихся воздействию антибиотиков, вернулся к норме в течение нескольких недель после воздействия антибиотика и задолго до того, как у мышей PAM II наблюдались пагубные эффекты на метаболизм и воспаление.
Графическая абстракция. Кредит: DOI: 10.1016 / j.celrep.2021.109564
«Наши данные показывают, что тип микробиома, который повторно заселяет кишечник после приема антибиотиков, может перепрограммировать иммунную систему млекопитающих с долгосрочными эффектами, в том числе на долголетие», - сказал профессор Линн.
Предыдущие исследования на людях связали антибиотики с целым рядом долгосрочных последствий для здоровья; но часто показывают разные результаты между разными людьми и разными исследованиями.
Профессор Линн говорит, что это последнее исследование предполагает, что эта вариабельность может быть связана с типом микробиома, который повторно заселяется после приема антибиотиков, а не с истощением микробиома во время воздействия антибиотиков.
Чтобы еще раз доказать, что результаты были обусловлены различиями в восстановлении микробиома, а не антибиотиками, исследователи предприняли дополнительный шаг по колонизации мышей без микробиома, известных как «стерильные», микробиомами PAM I и PAM II .
Эти эксперименты показали изменения в иммунной системе мышей без микробов, колонизированных микробиотой PAM I, по сравнению с микробиотой PAM II.
Профессор Линн говорит, что у людей с PAM II обычно была более воспалительная иммунная система.
«Эти данные предполагают, что различия в микробиоте после приема антибиотиков в раннем возрасте могут перепрограммировать иммунную систему в долгосрочной перспективе, при этом последствия этого перепрограммирования проявляются в более позднем возрасте, включая влияние на иммунитет, метаболизм и даже продолжительность жизни», - сказал профессор Линн.
Это исследование является ярким примером того, чего может достичь кросс-тематическое сотрудничество SAHMRI, в котором четыре различных исследовательских отдела объединились в проекте, остальные возглавляются профессором Крисом Праудом, профессором Герайнтом Роджерсом и доктором Тимом Сарджентом.
