Bağırsaktaki Kalkan: Otizm ve DEHB Riskini Azaltan "Dost" Bakteriler Keşfedildi

Hızlı Erişim / İçindekiler

• Erken Biyoloji ve Beyin Gelişiminin Gizli Ortaklığı
• Bebek Mikrobiyotasını Şekillendiren Doğum Faktörleri
• Gen Regülasyonu ve Bağırsak Florası Arasındaki Köprü
• Otizm ve DEHB Riskini Değiştiren Koruyucu Bakteriler

İnsan beyninin gelişim öyküsü, tıp dünyasının uzun yıllar boyunca sadece genetik şifrelerle açıkladığı bir süreçti. Fakat son yıllarda elde edilen veriler, bu karmaşık tablonun çok daha derin ve çok aktörlü bir ortaklığa dayandığını gösteriyor. Hong Kong Çin Üniversitesi tarafından yürütülen geniş kapsamlı yeni bir araştırma, henüz anne karnındayken temelleri atılan şaşırtıcı bir mekanizmayı gün yüzüne çıkardı. Bilim insanları, doğum anında bebekte var olan epigenetik değişikliklerin, yaşamın ilk yılı boyunca bağırsak mikrobiyotasının nasıl şekilleneceğini doğrudan yönettiğini saptadı. En çarpıcı bulgu ise, bağırsakta kolonileşen bazı özel bakteri türlerinin, genetik olarak yatkın çocuklarda bile otizm spektrum bozukluğu (OSB) ve dikkat eksikliği hiperaktivite bozukluğu (DEHB) belirtilerinin ortaya çıkmasını engelleyebilmesidir. Bu durum, insan biyolojisinin en erken evrelerinde hayati bir hücresel diyaloğun sürdüğünü kanıtlıyor.

Erken Biyoloji ve Beyin Gelişiminin Gizli Ortaklığı

Hayatın ilk birkaç yılı, hem merkezi sinir sisteminin yapılanması hem de bağışıklık sisteminin olgunlaşması adına en kritik dönemdir. Epigenetik mekanizmalar ile bağırsakta yaşayan trilyonlarca mikroorganizmanın uzun vadeli insan sağlığı üzerinde ayrı ayrı devasa etkileri olduğu zaten biliniyordu. Ancak bu iki bağımsız sistemin, bebeklik döneminde birbiriyle nasıl bir etkileşime girdiği konusu bugüne kadar karanlıkta kalmıştı. Bilim insanları, doğum anındaki genetik ayarların nörogelişimsel bozukluk riskini belirleyebildiğini, fakat bağırsaktaki bazı özel "iyi" bakterilerin bu sürece müdahale ederek riski tamamen değiştirebildiğini fark etti. Bir anlamda bağırsak florası, genetiğin yazdığı olumsuz senaryoyu sahada değiştirebilecek bir güce sahiptir.

Bu gizemli etkileşimi çözmek amacıyla araştırmacılar, tam 571 bebeğin göbek kordonu kanındaki DNA metilasyon modellerini inceledi. DNA metilasyonu, genlerin dizilimini değiştirmeden çalışma performansını etkileyen en yaygın epigenetik modifikasyon biçimlerinden biridir. Elde edilen genetik veriler; bebeklerin 2, 6 ve 12. aylarda alınan bağırsak mikrobiyomu örnekleriyle ve annelerin gebeliğin son trimesterindeki örnekleriyle birleştirildi. Çocuklar 3 yaşına geldiklerinde ise standart davranışsal anketler ve klinik değerlendirmeler yardımıyla nörogelişimsel durumları analiz edilerek gen, bakteri ve beyin arasındaki bağlantılar haritalandırıldı.

Bebek Mikrobiyotasını Şekillendiren Doğum Faktörleri

Araştırmanın istatistiksel sonuçları, doğum anındaki epigenetik haritayı nelerin çizdiğini de net olarak ortaya koydu. Doğum şekli, gebelik süresi, ailede büyük kardeşlerin varlığı ve annenin alerji geçmişi gibi unsurların tümü, bebeğin dünyaya gözlerini açtığı andaki DNA metilasyon düzeni üzerinde kalıcı izler bırakıyor. İlginç bir şekilde, anne ve babanın bağırsak mikrobiyom yapısının, doğum anındaki bu epigenetik değişimler üzerinde doğrudan bir etkisi saptanmadı. Yani genlerin kimyasal işaretlenmesi, ebeveyn florasından ziyade doğumun fiziksel koşullarıyla şekilleniyor.

Bebeklerin ilk yılındaki bakteri çeşitliliğini yöneten ise tamamen farklı bir faktör kümesidir. Sezaryen doğum, antibiyotik kullanımı, emzirme süresi ve yine büyük kardeşlerle temas, ilk 12 ayda bağırsakta nasıl bir mikroorganizma topluluğunun kurulacağını ekiyor. Özellikle sezaryen ile dünyaya gelen bebeklerin, bağışıklık fonksiyonu ve beyin gelişimi ile doğrudan ilişkili olan birçok geninde çok daha farklı DNA metilasyon kalıpları taşıdığı gözlendi. Bu durum, doğum yönteminin sadece yüzeysel bir tercih olmadığını, hücresel düzeyde biyolojik bir sinyalizasyon başlattığını gösteren önemli bir sağlık haberi olarak kayda geçti.

Gen Regülasyonu ve Bağırsak Florası Arasındaki Köprü

Çalışmanın en heyecan verici yönlerinden biri, doğumda kordonda görülen moleküler işaretlerin, bebeğin bağırsak florasının evrimini adeta bir rehber gibi yönettiğinin bulunmasıdır. Bağışıklık sistemiyle ilgili belirli genlerinde yüksek oranda DNA metilasyonu taşıyan bebeklerin, 12 aylık olduklarında çok daha az çeşitliliğe sahip bir bağırsak florası geliştirdikleri gözlendi. Söz konusu bu genler, vücudun zararlı patojenleri tanımasını ve onlara karşı doğru savunma yanıtı vermesini organize eden kritik sistemlerin parçasıdır.

Bu veri, doğum anında bebeğin dokularında mevcut olan biyolojik sinyallerin, ilk bir yıl boyunca bağırsaklara hangi bakterilerin yerleşebileceğine karar verdiğini gösteriyor. Vücut, kendi bağışıklık genlerinin yönlendirmesiyle bazı mikroorganizmalara kapıyı açarken, bazılarını ise içeri almıyor. Dolayısıyla, bağırsak florasının zenginliği veya fakirliği tesadüfi bir beslenme sürecinden ziyade, gen ifadesinin doğrudan bir sonucudur.

Otizm ve DEHB Riskini Değiştiren Koruyucu Bakteriler

Çocuklar üç yaşına basıp nörogelişimsel testlerden geçtiklerinde, otizm ve DEHB belirtilerinin belirli epigenetik işaretler ile bağırsak bakteri kombinasyonlarının ortaklığıyla ilişkili olduğu netleşti. Ancak madalyonun bir de koruyucu yüzü bulunuyordu. Klinik olarak otizm geliştirme riski taşıyan epigenetik kalıplara sahip çocukların, bebeklik döneminde bağırsaklarında Lachnospira pectinoschiza adlı bakteriyi edinmeleri halinde, bu bozukluğun belirtilerini gösterme olasılıklarının ciddi oranda düştüğü saptandı. Benzer bir koruma DEHB riski için de geçerliydi. Dikkat eksikliği ve hiperaktiviteye yatkın genetik işaretler taşıyan bebekler, ilk yıl içinde bağırsaklarına Parabacteroides distasonis bakterisini yerleştirmeyi başardıklarında, hastalığın klinik tablosundan büyük ölçüde korundu.

Uzmanlar, beyin sağlığının temellerinin doğumdan bile önce atıldığını vurgularken, ailelerin bu durumun değiştirilemez bir kader olduğunu düşünmemesi gerektiğinin altını çiziyor. Bunlar çok sayıda çevresel, genetik ve metabolik nedeni olan karmaşık tablolardır ve bilim dünyası şu an devasa bir yapbozun sadece çok kritik bir parçasını yerine oturtmuştur. Gelecekte, bu spesifik koruyucu bakterileri içeren güvenli, invaziv olmayan canlı biyoterapötikler veya özel probiyotik formüller geliştirilerek, risk grubundaki bebeklerin bağırsak florası erkenden desteklenebilecek. Böylece çocukların nörogelişimsel zorluklar yaşama ihtimali daha yolun başındayken en aza indirilebilecektir.

Kaynak: sciencedaily.com Scientists discover gut bacteria that may help protect against autism and ADHD

BilimBox Yorumu: Bağırsak ile beyin arasındaki o meşhur eksen (gut-brain axis), bu araştırmayla birlikte sadece yetişkin psikolojisini veya sindirimini etkileyen bir mekanizma olmaktan çıkıp, doğrudan anne karnındaki embriyonik gelişim süreçlerine kadar uzanan bir köprüye dönüştü. Genlerimizin kaderimizi mutlak surette dikte etmediğini, bağırsak mikrobiyotasındaki iki küçük bakteri türünün bile bu genetik baskıyı hafifletebildiğini görmek, modern tıp adına muazzam bir ufuk açıyor. Bu keşif, gelecekte pediatri pratiğini kökten değiştirecektir; zira çok yakın bir gelecekte kordon kanından risk analizi yapılan bebeklere, daha ilk altı ayda kişiselleştirilmiş "canlı biyoterapötik" kokteylleri verilerek otizm veya DEHB gibi durumların semptomatik seviyeye ulaşmadan baskılanması mümkün hale gelebilir. Biyolojinin dinamik ve esnek yapısı, bize yapay müdahaleler yerine doğanın kendi mikroskobik askerleriyle şifa bulmanın kapısını aralıyor.