Äidin tai emän mikrobiston arvellaan useiden aiempien tutkimusten valossa olevan tärkeä jälkeläisten kehitykselle ja terveydelle, mutta vielä ei ymmärretä paljonkaan siitä, miten vuorovaikutukset mikrobiston kanssa alkavat ja mitkä ovat sen vaikutusmekanismit.
Helsingin, Itä-Suomen ja Turun yliopistojen yhteistyönä tehdyssä tutkimuksessa selvitettiin, miten emän mikrobisto vaikuttaa sikiönkehitykseen vertaamalla tavallisten hiiriemojen ja mikrobittomien hiiriemojen sikiöitä. Tutkijat mittasivat sikiöiden suolistosta, aivoista ja istukoista geenitoimintaa ja pienimolekyylisten yhdisteiden eli metaboliittien pitoisuuksia.
– Emän mikrobiston ja sen tuottamien metaboliittien vaikutuksia sikiönkehitykseen ei ole aiemmin tiettävästi tutkittu näin kattavasti. Tutkimuksemme tuo uutta tietoa mikrobiston merkityksestä ja mekanismeista, joilla mikrobisto vaikuttaa yksilönkehitykseen ja raskauteen. Löysimme sikiöstä aiemmin tuntemattomia, todennäköisesti mikrobiperäisiä yhdisteitä, jotka voivat olla tärkeitä yksilönkehityksessä, kertoo tutkimuksen johtaja Mikael Niku Helsingin yliopiston eläinlääketieteellisestä tiedekunnasta.
Tutkijat osoittivat, että mikrobittomien ja tavallisten hiiriemojen sikiöiden suolistossa, aivoissa ja istukoissa oli huomattavia eroja geenien toiminnassa. Suolistossa immuunijärjestelmään ja mikrobivuorovaikutuksiin liittyvät geenit olivat mikrobittomien emojen sikiöissä vähemmän aktiivisia. Aivoissa hermoston kehitykseen ja toimintaan liittyvien geenien toiminnassa oli merkitseviä eroja. Istukassa oli eroja useiden tärkeiden tiineyttä säätelevien geenien aktiivisuudessa. Koirassikiöissä eroja oli laajemmin, mikä viittaa siihen, että ne saattavat olla herkempiä emän mikrobiston vaikutuksille, ainakin hiirillä.
Tutkijoiden mukaan monien tärkeiden geenien aktiivisuus oli yhteydessä sellaisten metaboliittien pitoisuuksiin, jotka todennäköisesti ovat emän mikrobiston tuottamia tai muokkaamia, koska ne puuttuivat mikrobittomien emojen sikiöistä, tai niitä oli ainakin merkitsevästi vähemmän.
– Näyttäisi siltä, että tällaiset mikrobien tuotteet todennäköisesti vaikuttavat suoliston ja aivojen kehitykseen ja istukan toimintaan. Monet näistä metaboliiteista ovat aiemmin tuntemattomia, toteaa Niku.
Ryhmä tutkii nyt hiiristä löydettyjen mikrobiperäisten metaboliittien esiintymistä muissa nisäkkäissä: porsaissa, vasikoissa ja vauvojen lapsenpihka- ja lapsivesinäytteissä.
Nykyisin arvellaan, että puutteet elämän alkuvaiheen mikrobivuorovaikutuksissa, esimerkiksi yksipuolisen ympäristön tai antibioottien vuoksi, saattavat altistaa jälkeläisiä immuunijärjestelmän toimintahäiriöille, kuten tulehduksellisille suolistosairauksille ja allergioille.
– Tutkimuksemme auttaa ymmärtämään tällaisten häiriöiden alkuperää. Sitä myöten voi tulevaisuudessa olla mahdollista kehittää niiden ennaltaehkäisyä ja hoitoa, pohtii Niku.
Tutkimusartikkeli on avoimesti luettavissa BMC Biology -lehdessä:
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