Исследователи из Института Фрэнсиса Крика показали, что баланс бактерий в кишечнике может влиять на симптомы гипопитуитаризма у мышей.
Они также показали, что аспирин способен улучшить симптомы дефицита гормонов у мышей с этим заболеванием. У людей с мутациями в гене Sox3 развивается гипопитуитаризм, при котором гипофиз не вырабатывает достаточного количества гормонов. Гипоталамус, сложная структура в вентрально-медиальной части головного мозга, выполняет множество важнейших функций, в том числе контролирует секрецию гормонов гипофиза. В свою очередь, эти гормоны регулируют многие важные физиологические функции, такие как рост, реакция на стресс и репродукция, а их недостаточный уровень приводит к значительной заболеваемости и даже смертности, если их не лечить.
В исследовании, опубликованном в журнале PLOS Genetics, ученые нокаутировали ген Sox3 у новорожденных мышей, в результате чего у них развился гипопитуитаризм примерно в период начала приема твердой пищи. Они обнаружили, что мутации в Sox3 в основном влияют на гипоталамус, который дает указания гипофизу выделять гормоны. Однако в норме этот ген активен в нескольких типах клеток мозга, поэтому сначала нужно было выяснить, какие именно клетки больше всего страдают от его отсутствия. Авторы обнаружили уменьшенное количество клеток, называемых NG2-глией, что позволяет предположить, что они играют критическую роль в побуждении клеток гипофиза к созреванию, о чем ранее не было известно. Это может объяснить связанное с этим влияние на выработку гормонов.
Затем авторы эксперимента на протяжении 21 дня давали мышам низкую дозу аспирина. Это привело к увеличению количества NG2-глиальных клеток в гипоталамусе и обратило вспять симптомы гипопитуитаризма у мышей. Хотя пока неясно, как аспирин оказывает такое воздействие, результаты исследования позволяют предположить, что его можно использовать в качестве потенциального средства для лечения людей с мутацией Sox3 или в других ситуациях, когда нарушено функционирование NG2-глии.
Когда в 2015 году Национальный институт медицинских исследований США (NIMR) объединился с Институтом Крика, эмбрионы мышей были перенесены из одного здания в другое, и в их число попали мыши с мутациями Sox3. Когда эти мыши достигли стадии перехода на твердую пищу, исследователи с удивлением обнаружили, что у них больше нет ожидаемого гормонального дефицита. После изучения ряда возможных причин ведущий автор работы Кристоф Галише сравнил микробиом кишечника у мышей из Института Крика и мышей из NIMR, заметив несколько различий в его составе и разнообразии. Это могло быть связано с изменением рациона питания или другими факторами, сопровождавшими переезд.
Он также проверил количество NG2-глии у мышей из Института Крика и обнаружил, что их количество глиальных клеток также находится на нормальном уровне, что позволяет предположить, что микробиом, содержащийся у мышей из Института Крика, каким-то образом защищает их от гипопитуитаризма. Чтобы подтвердить эту гипотезу, Кристоф трансплантировал фекалии, полученные от мышей NIMR, мышам из Института Крика, и обнаружил, что у них снова появились симптомы гипопитуитаризма и снизилось количество NG2-глии. Хотя точный механизм этого неизвестен, ученые пришли к выводу, что состав микробиома кишечника является примером важного фактора окружающей среды, оказывающего значительное влияние на последствия генетической мутации, в данном случае на функцию гипоталамуса и гипофиза.
«Для меня было огромным сюрпризом обнаружить, что изменения в микробиоме кишечника обратили вспять гипопитуитаризм у мышей без гена Sox3. Это еще раз подтвердило, насколько важно учитывать все переменные факторы, включая микробиом. Гипопитуитаризм может быть следствием травмы, а также редких мутаций, и он может иметь серьезные последствия для здоровья в целом. Наша работа не только предлагает потенциальные варианты лечения, но и подтверждает, насколько важна связь между кишечником и мозгом. Следующим шагом в этом исследовании будет выяснение того, как именно аспирин и микробиом влияют на NG2-глию, а затем изучение этого эффекта у людей, чтобы понять, могут ли эти довольно доступные вмешательства помочь в лечении гипопитуитаризма», - сообщил Галише.
