شنبه , آذر ۴ ۱۳۹۶
Home / آخرین اخبار / سیستم عصبی “باکتری های بدن” را کنترل می کند/خاصیت آنتی باکتریال پیام رسانهای عصبی

سیستم عصبی “باکتری های بدن” را کنترل می کند/خاصیت آنتی باکتریال پیام رسانهای عصبی

نوروسافاری | تیم تحقیقاتی دانشگاه Keil توانست برای اولین بار ارتباط (همکاری) بین سیستم عصبی و جمعیت میکروب ها (ارگانیسم های زنده در سایز میکروسکوپی) در بدن را اثبات کند. دانشمندان این حوزه، به تمامی میکرو ارگانیسم هایی که بیرون یا درون یک ارگانیسم میزبان زندگی می کنند، میکروبیوم می گویند. طبق تحقیقات انجام شده در چند سال گذشته، این موضوع به اثبات رسیده است که ترکیب و تعادل میکروبیوم ها در سلامت ارگانیسم های میزبان نقش دارند. به عنوان مثال، تغییر در ترکیب اجتماع میکروبی، دلالت بر به وجود آمدن امراض محیطی گوناگونی دارد. با این وجود، بخش اعظمی از نحوه ی همکاری بین ارگانیسم میزبان و باکتری در سطح مولکولی و همچنین چگونگی بر هم کنش دقیق بدن و میکروبیوم در قالب یک واحد عملکردی، ناشناخته مانده است.

طراحی آزمایش با استفاده از Polyp Hydra

به گزارش نوروسافاری به نقل از سایت خبری دانشگاه Keil، کشف بزرگ صورت گرفته توسط تیم تحقیقاتی موسسه جانور شناسی دانشگاه Keil، روابط پیچیده ای را در این حوزه آشکار نموده است. محققین دانشگاه keil  و همکاران بین المللی آنها برای این تحقیق از Polyp Hydra (یک جاندار مار شکلِ چند سر با اندازه ی بین ۵ تا ۱۵ میلی متر) موجود در آب تازه  به عنوان ارگانیسم مدل استفاده کردند تا به بررسی نحوه عملکرد سیستم عصبی ساده این جاندار و تعامل آن با میکروبیوم بپردازند. آنها توانستند برای نخستین بار مولکول های ترشح شده از سلول های عصبی و نحوه ی کمک آنها به تنظیم ساختار و اجتماع باکتری های سودمند در بدن ستونی شکل Hydra را کشف کنند. پروفسورتوماس بوش زیست شناس و سخنگوی مرکز تحقیقاتی ۱۱۸۲(منشاء و عملکرد ابر ارگانیسم ها) پایه گذاری شده توسط مرکز علمی آلمان (DFG) اینطور بیان می کند: “تا به حال عوامل عصبی موثر بر اجتماع باکتری های بدن تا حد زیادی ناشناخته بود. حال می توان با قطعیت ثابت کرد که سیستم عصبی نقشی اساسی در تنظیم آن ها ایفا میکند.” یافته های این تیم تحقیقاتی در ژورنال Nature Communication به چاپ رسیده است.

تیم تحقیق که توسط بوش رهبری شده است، از polyp hydra به عنوان ارگانیسم مدل استفاده کرد تا قوانین بنیادی ساختار و عملکرد سیستم عصبی را روشن کنند.  Hydra نماینده ی یک شاخه باستانی در چرخه ی تکاملی قلمرو حیوانات است، آن ها یک سیستم ساده بدنی و یک شبکه عصبی متشکل از ۳۰۰۰ نورون دارند. استفاده از تکنولوژی های آزمایشی مدرن در آزمایش این ارگانیسم ها (که علی رغم سادگی، همچنان شباهت ملکولی زیادی به سیستم عصبی مهره داران دارند) توانست به درک اصول بنیادی و قدیمی سیستم عصبی و ساختار و کارکرد آن کمک کند.

پیام رسان های عصبی مسئول کنترل تجمعات میکروبی

با استفاده از این مدل، محققان دانشگاه Keil توانستند به این سوال که مواد پیام رسان تولید شده توسط سیستم عصبی (نوروپپتیدها) چگونه تعامل و ارتباط بین ارگانیسم میزبان و میکروب ها را کنترل میکنند، پاسخ دهند. محققین شواهد سلولی، مولکولی و ژنتیکی ای را جمع آوری کردند که نشان دهنده ی تاثیر آنتی باکتریال نوروپپتیدها بوده که بر ترکیب و توزیع محیطی اجتماع میکروب ها تاثیر میگذارد. 

برای آنکه ارتباط بین نوروپپتید ها و اجتماع های میکروبی آشکار گردد، تیم تحقیقاتی این دانشگاه ابتدا تلاش خود را بر مراحل مختلف رشد سیستم عصبی polyp Hydra ها متمرکز کرد که از مرحله تخم شروع شده و تا یک جاندار بالغ ادامه دارد. یک سیستم عصبی کامل در بدن کیسه تنان، در طول سه هفته رشد و نمو پیدا می کند، که در این حین جمعیتهای میکروبی بدن حیوان به سرعت تغییر میکنند تا به یک ترکیب ثابت از میکروبیوم برسند. تحت تاثیر اثر آنتی باکتریال نوروپپتید ها، غلظت باکتری های Gram-positive ، یکی از انواع  زیر گروه های میکروبی، به سرعت طی چهار هفته کاهش میابد. در انتهای روند بلوغ، یک ترکیب معمول میکروبیومی بر شرایط غالب میشود (به طور خاص باکتری هایGram-negative Curvibacter). از آنجایی که نوروپپتید ها تنها در محل های مشخصی در  بدن تولید می شوند، مواضع مکانی میکروبی را در سرتاسر بدن کنترل می کنند. بنابراین، به عنوان مثال در قسمت سر این جاندار به دلیل وجود پپتیدهای ضد میکروبی، غلظت باکتریCurvibacter چیزی در حدود ۶ برابر کمتر از مقدار موجود در شاخک ها است.

اهمیت تحقیقات آتی روی Polyp Hydra

با توجه به این مشاهدات، دانشمندان به این نتیجه رسیدند در طول فرآیند تکامل، سیستم عصبی، علاوه بر وظایف حسی و حرکتی خود، همچنین نقش مهمی در کنترل میکروبیوم ها ایفا میکند. پروفسور بوش در نهایت کار خود را اینگونه توضیح میدهد: “این یافته ها نقش مهمی در بحث تکامل دارند. از آنجا که اجداد این جانداران، سیستم عصبی را به وجود آورده اند، به نظر میرسد تعامل بین سیستم عصبی و میکروبیوم یک ویژگی باستانی در جانداران چند سلولی باشد. طراحی بیولوژیک ساده ی Hydra باعث میشود که هم در مطالعات پایه و هم در مطالعات کاربردی (بالینی) کابرد داشته باشد و نوید بخش کشف جزئیات ناشناخته ی بیشتری از سیستم عصبی باشد. لذا تحقیقات بعدی در مورد تعامل بین بدن و باکتری، با تمرکز بیشتری بر جنبه های نورونی (عصبی) شکل خواهد گرفت.

 

ترجمه: پیام هویدی اردستانی -وبسایت نوروسافاری

لینک گزارش خبری در سایت دانشگاه Keil :

Nerves control the body’s bacterial community

لینک مقاله ی پژوهشی در ژورنال Nature Communication :

A secreted antibacterial neuropeptide shapes the microbiome of Hydra

Check Also

پیوند سر در انسان و چالشهای پیش رو

نوروسافاری | در تاریخ ۱۷ نوامبر ۲۰۱۷  گزارشی در رسانه های بین المللی منتشر شد …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *