Die Laborstudie, in der Zeitschrift veröffentlicht iScience , legt nahe, dass Penicillin das Mikrobiom – die Billionen nützlicher Mikroorganismen, die in und auf unserem Körper leben – sowie die Genexpression verändert, die es den Zellen ermöglicht, auf ihre sich ändernde Umgebung zu reagieren, in Schlüsselbereichen des sich entwickelnden Gehirns. Die Ergebnisse legen nahe, den weit verbreiteten Einsatz von Antibiotika zu reduzieren oder, wenn möglich, Alternativen zu verwenden, um neurologische Entwicklungsprobleme zu verhindern.
Penicillin und verwandte Arzneimittel (wie Ampicillin und Amoxicillin) sind die weltweit am häufigsten bei Kindern eingesetzten Antibiotika. In den Vereinigten Staaten, ein durchschnittliches Kind erhält vor seinem 2. Lebensjahr fast drei antibiotische Behandlungen. Ähnliche oder höhere Expositionsraten treten in vielen anderen Ländern auf. „Unsere bisherige Arbeit hat gezeigt, dass die Exposition junger Tiere gegenüber Antibiotika ihren Stoffwechsel und ihre Immunität verändert. Die dritte wichtige Entwicklung im frühen Leben betrifft das Gehirn. Diese Studie ist vorläufig, zeigt aber eine Korrelation zwischen der Veränderung des Mikrobioms und Veränderungen im Gehirn, die weiterverfolgt werden sollten erforscht, “ sagte Erstautor Martin Blaser, Direktor des Center for Advanced Biotechnology and Medicine in Rutgers.
Die Studie verglich Mäuse, die in utero oder unmittelbar nach der Geburt einer niedrig dosierten Penicillin-Exposition ausgesetzt waren, mit solchen, die nicht exponiert wurden. Sie fanden heraus, dass Mäuse, denen Penicillin verabreicht wurde, erhebliche Veränderungen in ihrer Darmmikrobiota aufwiesen und eine veränderte Genexpression im frontalen Kortex und in der Amygdala aufwiesen. zwei Schlüsselbereiche im Gehirn, die für die Entwicklung des Gedächtnisses sowie für Angst- und Stressreaktionen verantwortlich sind.
Immer mehr Beweise verbinden Phänomene im Darmtrakt mit Signalen an das Gehirn, ein Studiengebiet, das als "Darm-Hirn-Achse" bekannt ist. Wenn dieser Weg gestört ist, sie kann zu einer dauerhaften Veränderung der Struktur und Funktion des Gehirns und möglicherweise im späteren Kindes- oder Erwachsenenalter zu neuropsychiatrischen oder neurodegenerativen Erkrankungen führen.
Das frühe Leben ist eine kritische Phase für die neurologische Entwicklung. In den letzten Jahrzehnten, die Inzidenz neurologischer Entwicklungsstörungen im Kindesalter zugenommen hat, einschließlich Autismus-Spektrum-Störung, Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung und Lernbehinderungen. Obwohl erhöhtes Bewusstsein und Diagnose wahrscheinlich dazu beitragen, Auch Störungen der zerebralen Genexpression zu Beginn der Entwicklung könnten dafür verantwortlich sein."
Martin Blaser, Direktor des Center for Advanced Biotechnology and Medicine bei Rutgers
Zukünftige Studien sind notwendig, um festzustellen, ob Antibiotika die Gehirnentwicklung direkt beeinflussen oder ob Moleküle aus dem Mikrobiom, die ins Gehirn wandern, die Genaktivität stören und kognitive Defizite verursachen.
Die Studie wurde zusammen mit Zhan Gao bei Rutgers und Blasers ehemaliger Doktorandin Anjelique Schulfer durchgeführt. sowie Angelina Volkova, Kelly Ruggles und Stephen Ginsberg an der New York University, die alle eine wichtige Rolle in diesem gemeinsamen Projekt der Rutgers-New York University spielten.