Transplantation of fecal microbiota from Age-related hearing loss patients compels inflammaging, age-related macrophage changes and hair cell degeneration in cochlea of young mice

Naarmate mensen ouder worden, ondergaan hun lichamen een langzame, stille transformatie die bijna elk systeem beïnvloedt, van het hart tot de geest. Een van de meest voorkomende en belastende veranderingen is het geleidelijke verlies van gehoor, een conditie die bekend staat als leeftjesgerelateerd gehoorverlies. Decennialang hebben wetenschappers begrepen dat deze achteruitgang gepaard gaat met de langzame dood van delicate sensorische cellen in het oor en een algemene staat van laaggradige ontsteking die gepaard gaat met veroudering, vaak "inflammaging" genoemd. De fundamentele oorzaak van waarom deze ontsteking in het oor begint, bleef echter een mysterie. Een groeiende hoeveelheid onderzoek suggereert dat het antwoord misschien niet in het oor te vinden is, maar in de darmen. Het menselijke spijsverteringskanaal is de thuisbasis van triljoenen microscopische organismen, collectief bekend als het microbioom, die fungeren als een metabool en immuun orgaan. Naarmate we ouder worden, verschuift de balans van deze microben, waarbij ze vaak minder divers worden en vatbaarder zijn voor het produceren van schadelijke stoffen. Deze verschuiving kan de beschermende wand van de darm verzwakken, waardoor ontstekingsmoleculen in de bloedbaan kunnen lekken en naar verre delen van het lichaam kunnen reizen.

Een nieuwe studie van onderzoekers aan de Fudan Universiteit in Shanghai heeft een gedurfde stap gezet om deze punten met elkaar te verbinden. Ze wilden weten of de specifieke veranderingen in darmbacteriën die optreden bij mensen met ernstig gehoorverlies, daadwerkelijk gehoorverlies kunnen veroorzaken in een gezond, jong lichaam. Om dit te testen, observeerden ze niet simpelweg mensen; ze voerden een directe biologische transfer uit. Het team verzamelde fecale monsters, die darmbacteriën bevatten, van oudere patiënten met aanzienlijk gehoorverlies en van gezonde ouderen. Vervolgens transplanteerden ze deze monsters naar jonge, gezonde muizen die nooit gehoorverlies hadden ervaren. Door de jonge muizen de darmbacteriën van een oud persoon met gehoorproblemen te geven, creëerden de onderzoekers een levend experiment om te zien of de "oude" darm de "jonge" oren kon laten verouderen.

De resultaten waren opvallend en onmiddellijk. De jonge muizen die de darmbacteriën van de gehoorbeperkte patiënten hadden ontvangen, begonnen hun gehoor te verliezen. Wanneer ze werden getest met geluiden variërend van lage tot zeer hoge tonen, vertoonden deze muizen een significante stijging in het volume dat nodig was om te horen, een duidelijk teken van gehoorbeperking. Deze achteruitgang vond plaats binnen slechts enkele weken na de behandeling. In contrast hiermee behielden de muizen die bacteriën van gezonde oudere donoren hadden ontvangen, of die geen behandeling hadden gekregen, hun scherpe geleend. De onderzoekers keken vervolgens in de oren van de getroffen muizen om te zien wat er op cellulair niveau gebeurde. Ze ontdekten dat de delicate haarcellen die verantwoordelijk zijn voor het detecteren van geluid, specif kind de buitenste haarcellen, aan het afsterven waren, met name in het deel van het oor dat hoge frequenties verwerkt. Deze fysieke schade weerspiegelde het gehoorverlies, wat bevestigde dat de darmbacteriën een destructief proces in het oor hadden getriggerd.

Bij diepere analyse onthulde de studie de kettingreactie die de darm met het oor verbond. De transplantatie van de "gehoorverlies"-bacteriën beschadigde eerst de wand van de darmen van de muizen. Deze breuk liet schadelijke stoffen, zoals bacteriële fragmenten en ontstekingsproteïnen, ontsnappen in de bloedbaan. Eenmaal in het bloed reisden deze stoffen naar het binnenoor, waar ze een kritieke barrière aanvielen die de delicate omgeving van het oor beschermt. Deze barrière, die functioneert vergelijkbaar met de barrière die het brein beschermt, werd lek. Eenmaal aangetast, liet het ontstekingssignalen de binnenkant van het oor overstromen, wat een staat van chronische ontsteking triggerde. De onderzoekers observeerden dat dit proces een specifiek type immuuncel activeerde, een macrofaag. In een gezond oor fungeren deze cellen als stille bewakers die het weefsel controleren op schade. Echter, in de muizen met de getransplanteerde bacteriën veranderden deze cellen van vorm en gedrag. Ze werden agressief, zwollen op en gaven chemicaliën af die de omliggende haarcellen en zenuwvezels beschadigden.

De studie identificeerde ook specifieke chemische boodschappers die dit proces aanstuurden. De onderzoekers vonden verhoogde niveaus van bepaalde immuunsignalen in de oren van de getroffen muizen, inclus van proteïnen die meer immuuncellen naar de plek van het letsel rekruteren. Dit creëerde een vicieuze cirkel waarbij de initiële lekkage vanuit de darm leidde tot ontsteking in het oor, wat op zijn beurt meer immuuncellen aantrok die verdere schade veroorzaakten. De onderzoekers merkten op dat dit proces niet een willekeurige gebeurtenis was, maar een specifiek pad: de leeftjesgerelateerde onbalans in de darmbacteriën leidde tot een lekkende darm, wat zorgde voor systemische ontsteking, wat vervolgens de verdediging van het oor afbrak en destructieve immuuncellen activeerde.

Dit werk biedt een duidelijke, biologische link tussen de darm en het oor, en suggereert dat de gezondheid van ons gehoor diep verbonden is met de gezondheid van onze spijsvertering. De onderzoekers vonden niet dat de darmbacteriën de oorcellen direct aanvielen; in plaats daarvan creëerden de bacteriën een vijandige omgeving die de verdediging van het oor verzwakte en het eigen immuunsysteem ertegen keerde. Hoewel de studie bij muizen werd uitgevoerd, biedt het onderzoek een nieuw perspectief op waarom gehoorverlies bij mensen voorkomt. Het suggereert dat de "inflammaging" die het hele lichaam beïnvloedt, in de darmen kan beginnen en naar het oor kan reizen, waardoor een natuurlijk onderdeel van veroudering in een destructief ziekteproces verandert. De studie impliceert dat het behoud van een gezond darmmicrobioom een krachtige manier zou kunnen zijn om het gehoor te beschermen, wat een potentieel nieuwe weg biedt voor preventie die zich richt op levensstijl en dieet in plaats van alleen het behandelen van de symptomen van gehoorverlies zodra ze verschijnen. Het onderzoek benadrukt dat het lichaam een verbonden systeem is, waarbij een verandering in één orgaan door het bloed kan rimpelen om de functie van een ander, verafgelegen deel van het lichaam te veranderen.