تحقیقات مکانیسم بالقوه ارتباط اوتیسم و ​​التهاب روده را پیدا می کند

اگرچه بسیاری از افراد مبتلا به اختلالات طیف اوتیسم نیز التهاب غیرعادی دستگاه گوارش را تجربه می‌کنند، اما دانشمندان چگونگی ارتباط این شرایط را ثابت نکرده‌اند. اکنون محققان دانشکده پزشکی هاروارد و MIT که با مدل‌های موش کار می‌کنند، ممکن است این ارتباط را پیدا کرده باشند: وقتی مادری در دوران بارداری عفونت را تجربه می‌کند و سیستم ایمنی بدن او سطوح بالایی از مولکول اینترلوکین-17a (IL-17a) را تولید می‌کند، که نه تنها می‌تواند رشد مغز جنین او را تغییر می دهد، اما میکروبیوم او را به گونه ای تغییر می دهد که پس از تولد، سیستم ایمنی بدن نوزاد می تواند برای حملات التهابی آینده آماده شود.

در چهار مطالعه که از سال 2016 شروع شد، گلوریا چوی از MIT و جون هو از هاروارد، ردیابی کردند که چگونه افزایش IL-17a در دوران بارداری بر روی گیرنده های عصبی در ناحیه خاصی از مغز جنین تأثیر می گذارد و رشد مدار را تغییر می دهد و منجر به اوتیسم می شود. علائم رفتاری مشابه در مدل های موش تحقیق جدید در 7 دسامبر منتشر شد مصونیت نشان می دهد که چگونه IL-17a می تواند برای تغییر مسیر توسعه سیستم ایمنی عمل کند.

چوی، استادیار توسعه شغلی مارک هیمن جونیور در موسسه یادگیری و حافظه و بخش مغز پیکوور گفت: ما نشان داده‌ایم که IL-17a که بر روی مغز جنین اثر می‌کند می‌تواند باعث ایجاد فنوتیپ‌های رفتاری اوتیسم مانند مانند نقص‌های اجتماعی شود. و علوم شناختی در MIT. اکنون ما نشان می‌دهیم که همان IL-17a در مادران، از طریق تغییرات در جامعه میکروبیوم، علائم همبودی مانند سیستم ایمنی اولیه ایجاد می‌کند.

محققان هشدار می‌دهند که یافته‌های این مطالعه هنوز در مورد انسان‌ها تأیید نشده‌اند، اما نشان می‌دهند که مشکلات اعصاب مرکزی و سیستم ایمنی در افراد مبتلا به اختلالات طیف اوتیسم یک محرک محیطی مشترک دارند: عفونت مادر در دوران بارداری.

Huh، دانشیار ایمونولوژی در دانشکده پزشکی هاروارد می گوید: “درکی مکانیکی از این که چرا بیماران مبتلا به یک اختلال عصبی رشدی سیستم ایمنی نامنظم دارند، وجود ندارد.” “ما این پیوندهای تکه تکه شده را به هم گره زده ایم. ممکن است دلیل آن این باشد که آنها در معرض این افزایش التهاب در دوران بارداری بوده اند.”

Eunha Kim و Donggi Paik از آزمایشگاه Huh، نویسندگان مشترک این مطالعه هستند.

ردیابی زمان بندی

تیم تحقیقاتی ابتدا تأیید کرد که فعال‌سازی ایمنی مادر (MIA) با تزریق پلی (I:C)، ماده‌ای که عفونت ویروسی را تقلید می‌کند، منجر به افزایش حساسیت به التهاب روده در فرزندان می‌شود. فرزندان آنها، اما نه فرزندان مادران در یک گروه کنترل سالم، علائمی شبیه اوتیسم را، همانطور که انتظار می‌رفت، و همچنین التهاب روده را در مواجهه با سایر محرک‌های التهابی نشان دادند.

در حالی که انحرافات عصبی رشدی که این تیم ردیابی کرده است زمانی رخ می دهد که جنین هنوز در رحم است، مشخص نیست که چه زمانی پاسخ های ایمنی تغییر یافته ایجاد شده است. برای پی بردن به این موضوع، تیم موش‌ها را در بدو تولد تغییر داد تا موش‌هایی که از مادران MIA متولد شده بودند توسط مادران کنترل و موش‌هایی که برای مادران کنترل‌کننده متولد شده بودند توسط مادران MIA بزرگ شوند. این تیم دریافت که توله‌هایی که از مادران MIA متولد شده‌اند اما توسط مادران کنترل بزرگ شده‌اند، علائم اوتیسم را نشان می‌دهند اما التهاب روده را نشان نمی‌دهند. توله‌هایی که برای کنترل مادران متولد شدند اما توسط مادران MIA بزرگ شدند علائم اوتیسم را نشان ندادند، اما التهاب روده را تجربه کردند. نتایج نشان داد که در حالی که رشد عصبی قبل از تولد تغییر می کند، پاسخ ایمنی پس از تولد تغییر می کند.

مکانیسم مولکولی با واسطه میکروبیوم

سپس این سؤال مطرح شد که مادران MIA چگونه این تأثیر پس از زایمان را روی نوزادان دارند. مطالعات دیگر نشان داده اند که میکروبیوم مادر می تواند بر رشد سیستم ایمنی فرزندان تأثیر بگذارد. برای آزمایش اینکه آیا این مورد در مدل MIA وجود دارد یا خیر، محققان مدفوع MIA و موش های کنترل را بررسی کردند و دریافتند که تنوع جوامع میکروبی به طور قابل توجهی متفاوت است.

سپس برای تعیین اینکه آیا این تفاوت‌ها نقش علّی داشتند یا نه، آنها مجموعه جدیدی از موش‌های ماده را در محیطی «عاری از میکروب» پرورش دادند، به این معنی که آنها هیچ میکروبی را در داخل یا روی بدن خود حمل نمی‌کنند. سپس دانشمندان مدفوع MIA یا مادران کنترل را به این مادران بدون میکروب پیوند زدند و آنها را با نرها پرورش دادند. برخلاف گروه شاهد، نوزادان متولد شده از مادرانی که با مدفوع MIA منتقل شده بودند، التهاب روده را نشان دادند. این نتایج نشان داد که میکروبیوم تغییر یافته مادران MIA منجر به پرایمینگ ایمنی فرزندان می شود.

از جمله تفاوت‌های قابل توجهی که تیم در پاسخ التهاب روده اندازه‌گیری کرد، افزایش تولید IL-17a توسط سلول‌های T سیستم ایمنی بود. IL-17a همان سیتوکین است که سطح آن در مادران MIA افزایش می یابد. هنگامی که دانشمندان به سلول‌های T از فرزندان در معرض میکروبیوم MIA در مقابل فرزندان شاهد نگاه کردند، دریافتند که در فرزندان MIA، سلول‌های CD4 T بیشتر به سلول‌های Th17 تمایز می‌یابند که IL-17a آزاد می‌کنند.

این امر آنها را بر آن داشت تا به تفاوت‌های بالقوه در نحوه رونویسی ژن‌های سلول‌های CD4 T گروه‌های مختلف نگاه کنند. سلول‌های CD4 T در معرض میکروبیوم MIA بیان ژن‌های بیشتری را برای فعال‌سازی سلول‌های T نشان دادند، که نشان می‌دهد آنها برای پاسخ‌های ایمنی وابسته به سلول T در پاسخ به عفونت‌ها آماده‌تر بودند.

چوی گفت: “بنابراین، افزایش IL-17a در مادران در دوران بارداری منجر به مستعد تولید بیشتر IL-17a در فرزندان در یک چالش ایمنی می شود.”

پس از اینکه مشخص شد که سیستم ایمنی فرزندان می تواند با قرار گرفتن در معرض میکروبیوم تغییر یافته مادری که در دوران بارداری آلوده شده است، دچار اشتباه شود، سوال باقی مانده این بود که چگونه این میکروبیوم در وهله اول تغییر می کند. این تیم با مشکوک شدن به IL-17a، اثرات آنتی بادی هایی را که سیتوکین را مسدود می کنند، آزمایش کردند. هنگامی که آنها قبل از فعال شدن سیستم ایمنی، IL-17a را در مادران مسدود کردند، فرزندان آنها التهاب روده را در مراحل بعدی زندگی نشان ندادند. این همچنین زمانی صادق بود که محققان آزمایش پیوند مدفوع MIA را به مادران بدون میکروب تکرار کردند، این بار شامل مدفوع مادران MIA با مسدودکننده‌های IL-17a. باز هم، مسدود کردن IL-17a در میان عفونت مادر منجر به میکروبیومی شد که سیستم ایمنی فرزندان را به اشتباه نمی‌آورد.

سوالات بلند مدت

هو گفت که نتایج نشان می‌دهد که قرار گرفتن در معرض محیطی در دوران بارداری، مانند عفونت، می‌تواند پیامدهای سلامتی طولانی‌مدتی برای فرزندان داشته باشد، نگرانی‌ای که همیشه وجود داشته است اما ممکن است با همه‌گیری COVID-19 تشدید شود. به گفته وی، برای تعیین اثرات بلندمدت بر کودکان متولد شده از مادران آلوده به SARS-Cov-2، به مطالعات بیشتری نیاز است.

چوی اضافه کرد که با توجه به یافته‌های این تیم که چگونه عفونت مادر می‌تواند منجر به افزایش التهاب در فرزندان شود، ارتباط بین التهاب و بیماری‌های عصبی مانند آلزایمر نیز ممکن است مستلزم مطالعه بیشتر باشد.

علاوه بر چوی، هو، کیم و پیک، دیگر نویسندگان مقاله ریکاردو رامیرز، دلانی بیگز، یونگجون پارک و هو-کئون کوون هستند.