האם ישנו קשר בין הרכב חיידקי מעי האם להתפתחות מוחית תקינה של עוברים? האם תרופות המשפיעות על הרכב חיידקי המעי משפיעות גם על התפתחות מוחית של עוברים? מחקר חדש מטיל אור חדש על שאלות אלו, ומציג עדויות לכך שחיידקים במעי האם מפרישים מולקולות המגיעות דרך זרם הדם אל מוח העובר ומשפיעות על התפתחות מוח העובר, וכתוצאה מכך על תפקוד המוח.

מחקרים שנערכו בעשור האחרון, בעיקר במכרסמים, הראו כי הימצאות מיקרו-אורגניזמים ספציפיים במעי האם חיוניים להתפתחות תקינה של העובר. לדוגמה, התפתחות המבנה הקרומי המאפשר מעבר סלקטיבי של מולקולות מהדם אל המוח (מחסום דם-מוח), יצירת תאי עצב חדשים, בניית המעטפת השומנית שמצפה את תאי העצב (מייאלין), ועוד. תהליכים התפתחותיים אלו בעובר מושפעים מהימצאות חיידקים במעי האם ומשפיעים בעצמם על התנהגות הצאצאים בגיל מבוגר [1]. דוגמאות לשינויים התנהגותיים כאלו כוללות דיכאון, חרדה ואוטיזם [2]. לא ברור עדיין האם חיידקי המעי של האם משפיעים על העובר רק בזמן ההריון או גם לאחריו, דרך הנקה ומגע של האם בצאצא, היות ובזמן ההריון העוברים סטריליים לחלוטין, כלומר נטולי חיידקים.

מחקר שפורסם בכתב העת המדעי Nature באוקטובר השנה שופך מעט אור על התפקיד של חיידקים במעי האימהי בהתפתחות מוחית עוברית [3]. מחקרים מסוג זה מבוצעים בעכברים בשתי דרכים שונות: הסוג הראשון הוא עכברים נטולי חיידקים באופן מוחלט (מה שנקרא Germ free mice). לעכברים אלו אין כלל חיידקים (כמו גם נגיפים או פטריות) במערכת העיכול שלהם, על פני העור או במערכת הרבייה. ניתן לגדל עכברים כאלו על ידי לידה קיסרית, כאשר מרגע הלידה העכברים מוחזקים בסביבה סטרילית לחלוטין. הסוג השני הוא עכברים שטופלו בקוקטייל של חומרים אנטיביוטיים רחבי טווח המפחיתים באחוזים גבוהים (מעל 95%) את הנוכחות של חיידקים במעי העכברים. קבוצת המחקר מצאה כי בעכברים שנולדו לאמהות נטולות חיידקים באופן מוחלט או באימהות שטופלו עם אנטיביוטיקות רחבות טווח, אזורים מוחיים מסוימים התפתחו באופן לא תקין.

הפגיעה העיקרית בעוברים שנמצאה במחקר הייתה בחיבור בין אזור מוחי הנקרא תלמוס לבין קליפת המוח (הקורטקס), והיא באה לידי ביטוי בקישורים דקים וקצרים יותר בין תאי העצב בשני אזורי מוח אלו, מה שמשפיע על קצב ומידת העברת האותות העצביים בין האזורים. התלמוס הינו מעין ״תחנת ממסר״ מוחית המתווכת בין קלט חושי ותנועתי המתקבל במוח והאזורים הרלוונטיים בקליפת המוח. במחקר הנוכחי נמצא כי הפגיעה בקישור בין שני אזורים אלו גרמה לפגיעה התנהגותית בתגובה לגירויים שונים כגון חום, קול ומגע, אבל לא גרמה לפגיעה ביכולת לעבד מידע ראייתי או בקואורדינציה תנועתית.

כאשר החוקרים החדירו לאימהות נטולות חיידקים בזמן ההריון חיידקים ספציפיים (חיידקים מסוג Clostridium), הם הצליחו למנוע את הפגיעה המוחית וההתנהגותית בצאצאים. חיידקים מסוגים אחרים שנבדקו על ידי החוקרים לא מנעו את הפגיעה המוחית הזו. ממחקרים קודמים היה ידוע שחיידקים במעי האימהי משחררים מטבוליטים (מולקולות קטנות) הנודדים בזרם הדם של האם ומגיעים למוחם של העוברים. על כן, החוקרים ניתחו את ההרכב הכימי של דם האם ומוח העוברים ואכן איתרו מספר מטבוליטים שמקורם בחיידקי הקלוסטרידיום. כאשר החוקרים הזריקו מטבוליטים אלו ישירות לדם אמהות נטולות חיידקים או לאימהות שטופלו באנטיביוטיקות רחבות טווח בזמן ההריון, הם הצליחו שוב למנוע את הפגיעה המוחית וההתנהגותית של הצאצאים. 

ישנן עוד הרבה שאלות פתוחות; למשל, לא ברור עדיין למה דווקא מטבוליטים אלו אחראיים לתהליך זה. בנוסף, לא ברור למה דווקא החיבור בין התלמוס וקליפת המוח נפגע באופן ספציפי. ייתכן ובעתיד ניתן יהיה לעקוב אחר נוכחות מטבוליטים שמקורם בחיידקי המעי של האם בכדי לקבל תמונה לגבי השפעותיהם על מוח העובר.

מחקר זה שבוצע בעכברים מחזק את ההבנה שישנו דו שיח חיוני בין חיידקים במעי האם לבין מערכת העצבים המתפתחת אצל העובר. השלכות המחקר הזה לנשים בהריון הן שייתכן וישנה חשיבות להרכב חיידקי המעי שלהן עבור התפתחות העובר, אולם עדיין לא הוכח קשר כזה בבני אדם.

מקורות:

1. השפעות חיידקי המעי על התפתחות המוח - The Central Nervous System and the Gut Microbiome
2. השפעות חיידקי המעי על התנהגות - The Role of Diet in Maintaining Strong Brain Health by Taking the Advantage of the Gut-brain Axis
3. מאמר הנושא של הפוסט - The maternal microbiome modulates fetal neurodevelopment in mice