Η μεταμόσχευση μικροβιώματος από κόπρανα σε ηλικιωμένα ποντίκια, με υλικό από νεότερα ζώα, οδήγησε σε βελτιωμένη εγκεφαλική πλαστικότητα. Το εύρημα αυτό δείχνει ότι ο εγκέφαλος ίσως μπορεί να ξεπεράσει μια νευρολογική κατάσταση που συνήθως αντιμετωπίζεται με επιτυχία μόνο στην παιδική ηλικία.
Η σχέση του μικροβιώματος του εντέρου με τον κίνδυνο κατάθλιψης είναι ήδη γνωστή, ενώ υπάρχουν ενδείξεις ότι μπορεί να επηρεάζει ακόμη και την προσωπικότητα. Τώρα, όμως, για πρώτη φορά μελέτη έδειξε ότι ηλικιωμένα ποντίκια που έλαβαν το μικροβίωμα νεότερων ζώων μέσω μεταμόσχευσης μικροβιώματος κοπράνων εμφάνισαν βελτιωμένη εγκεφαλική πλαστικότητα. Αυτό υποδηλώνει ότι ενδέχεται να μπορούν να ξεπεράσουν μια κατάσταση αντίστοιχη με την αμβλυωπία, γνωστή και ως «τεμπέλικο μάτι», η οποία συνήθως αντιμετωπίζεται επιτυχώς μόνο στην παιδική ηλικία.
«Αυτή η μελέτη υποδηλώνει ότι οι μικροβιακές κοινότητες μπορεί να βοηθούν στη ρύθμιση των κρίσιμων περιόδων της εγκεφαλικής ανάπτυξης, καθορίζοντας πότε ανοίγουν και κλείνουν τα αναπτυξιακά παράθυρα αυξημένης πλαστικότητας», λέει η Parisa Gazerani από το Oslo Metropolitan University στη Νορβηγία, η οποία δεν συμμετείχε στην έρευνα. «Υποδηλώνει ότι το μικροβίωμα του εντέρου μπορεί να είναι ένας ενεργός αναπτυξιακός συνεργάτης που βοηθά στη διαμόρφωση της ωρίμανσης των νευρωνικών κυκλωμάτων μαζί με την αισθητηριακή εμπειρία, την ανοσολογική δραστηριότητα και το γενετικό πρόγραμμα».
Η νευροπλαστικότητα, δηλαδή η ικανότητα του εγκεφάλου να αναδιαμορφώνεται, σημαίνει ότι καταστάσεις όπως η αμβλυωπία μπορούν να αντιμετωπιστούν στα παιδιά με την προσωρινή κάλυψη του ισχυρότερου ματιού. Έτσι ο εγκέφαλος αναγκάζεται να δημιουργήσει νέες συνδέσεις με το πιο αδύναμο μάτι, βελτιώνοντας συνολικά την όραση. Όμως η πλαστικότητα κορυφώνεται σε μικρή ηλικία και μειώνεται καθώς ο εγκέφαλος «κλαδεύει» φυσιολογικά τις συνδέσεις που δεν χρησιμοποιούνται στην εφηβεία.
Η Paola Tognini από τη Sant’Anna School of Advanced Studies στην Πίζα της Ιταλίας και οι συνεργάτες της θέλησαν να δουν αν το μικροβίωμα του εντέρου συμμετέχει σε αυτή τη διαδικασία και αν μπορεί να τροποποιηθεί ώστε να ενισχύσει την εγκεφαλική πλαστικότητα στην ενήλικη ζωή.
Αρχικά, έδωσαν σε ποντίκια 21 ημερών υψηλή δόση ευρέος φάσματος αντιβιοτικών, διαλυμένων στο νερό, κάθε μέρα για 10 ημέρες. Διαπίστωσαν σημαντικές αλλαγές στο μικροβίωμα του εντέρου τους σε σύγκριση με ομάδα ελέγχου που έπινε νερό χωρίς αντιβιοτικά. Μεταξύ αυτών ήταν η μείωση βακτηριακών οικογενειών όπως η Lachnospiraceae, η οποία συμμετέχει στην παραγωγή λιπαρών οξέων βραχείας αλυσίδας με νευροπροστατευτικές ιδιότητες.
Στη συνέχεια, σε κάθε ποντίκι έκλεισαν το ένα μάτι για τρεις ημέρες. Αφού οι ερευνητές κατέγραψαν με απεικόνιση τις νευρικές αντιδράσεις στη διέγερση κάθε ματιού, διαπίστωσαν ότι μόνο τα ποντίκια της ομάδας ελέγχου έδειχναν σημάδια νευροπλαστικότητας, με τον εγκέφαλό τους να ανταποκρίνεται περισσότερο στη διέγερση του ματιού που είχε παραμείνει ανοιχτό.
Για να διερευνήσει τι μπορεί να κρυβόταν πίσω από αυτή την αλλαγή, η ομάδα έκανε αλληλούχηση RNA, ώστε να δει ποια γονίδια είχαν ενεργοποιηθεί στον οπτικό φλοιό των ποντικών. «Βρήκαμε εντυπωσιακές αλλοιώσεις στα ζώα που έλαβαν το αντιβιοτικό κοκτέιλ», λέει η Tognini. Περισσότερα από 1000 γονίδια εκφράζονταν διαφορετικά σε αυτά τα ποντίκια σε σύγκριση με τα ποντίκια της ομάδας ελέγχου. Μεταξύ αυτών περιλαμβάνονταν γονίδια που σχετίζονται με τη μυελίνωση, δηλαδή τη διαδικασία κατά την οποία τα νεύρα περιβάλλονται από προστατευτικό έλυτρο, και με τη διαπερατότητα του αιματοεγκεφαλικού φραγμού.
Τέλος, η ομάδα μεταμόσχευσε το κοπρανώδες μικροβίωμα ποντικών ηλικίας περίπου 30 ημερών σε ενήλικα ποντίκια 4 μηνών, ενώ μια ομάδα ελέγχου έλαβε μεταμοσχεύσεις από άλλα ενήλικα ζώα. Μόνο οι εγκέφαλοι των ποντικών που έλαβαν το νεανικό μικροβίωμα έδειξαν νευροπλαστικότητα ως απάντηση στο πείραμα με το κλείσιμο του ματιού.
Τα μικρόβια που εγκαθίστανται στον οργανισμό μας από τα πρώτα στάδια της ζωής έχουν μακροχρόνιες επιπτώσεις στην υγεία του εγκεφάλου. Η Helen Thomson εξετάζει πώς μπορεί να δοθεί στα μικροβιώματα των παιδιών το καλύτερο δυνατό ξεκίνημα.
Αν το ίδιο ισχύει και για τους ανθρώπους, οι επιπτώσεις θα μπορούσαν να είναι πολύ μεγάλες, λέει η Harriët Schellekens από το University College Cork στην Ιρλανδία. «Θα σήμαινε ότι το μικροβίωμα δεν είναι σημαντικό μόνο για την ανάπτυξη του εγκεφάλου στην πρώιμη ζωή, αλλά ίσως μπορεί να στοχευθεί και αργότερα για να ενισχύσει τη μάθηση, την ανάρρωση μετά από τραυματισμό ή την ανθεκτικότητα στη γήρανση και στις νευρολογικές παθήσεις», λέει. «Η πρόκληση θα είναι να εντοπιστούν οι συγκεκριμένοι μικροβιακοί μεταβολίτες ή τα στελέχη που ευθύνονται, αντί να βασιζόμαστε σε αδρές μεταμοσχεύσεις μικροβιώματος».
Ωστόσο, η άμεση μεταφορά των ευρημάτων στους ανθρώπους είναι πρόωρη, λέει η Gazerani, κυρίως επειδή ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι πιο σύνθετος και το μικροβίωμά μας επηρεάζεται έντονα από τη διατροφή και τον τρόπο ζωής.
Η μελέτη εγείρει επίσης ερωτήματα για τις πιθανές μακροπρόθεσμες επιπτώσεις της έκθεσης σε αντιβιοτικά στην πρώιμη ζωή, λέει η Gazerani, ειδικά όταν η δόση είναι υψηλή και η χρήση παρατεταμένη. «Παρότι τα αντιβιοτικά σώζουν ζωές και δεν πρέπει ποτέ να χορηγούνται λιγότερο όταν υπάρχει κλινική ένδειξη, αυτά τα ευρήματα ενισχύουν τη σημασία της συνετής χρήσης τους σε κρίσιμα αναπτυξιακά παράθυρα», λέει.
bioRxiv DOI: 10.64898/2026.06.08.730811
