Die Transplantation von Darmbakterien von stressgefährdeten Ratten verändert das Verhalten,

Gehirnentzündung beim Empfänger Wissenschaftler haben gezeigt, dass die Transplantation von Darmbakterien, von einem Tier, das anfällig für sozialen Stress ist, zu einem nicht gestressten Tier, kann beim Empfänger anfälliges Verhalten verursachen. Die Forschung enthüllt Details der biologischen Interaktionen zwischen Gehirn und Darm, die eines Tages zu probiotischen Behandlungen für menschliche psychiatrische Erkrankungen wie Depressionen führen können.

„Bei Ratten, die in einem Labortest depressives Verhalten zeigen, Wir fanden heraus, dass Stress ihr Darmmikrobiom verändert – die Bakterienpopulation im Darm, “ sagte Studienleiterin Seema Bhatnagar, Doktortitel, Neurowissenschaftler in der Abteilung für Anästhesiologie und Intensivmedizin am Children's Hospital of Philadelphia (CHOP). "Außerdem, als wir Bakterien von diesen stressgefährdeten Ratten in Ratten transplantierten, die nicht gestresst waren, die Empfängertiere zeigten ein ähnliches Verhalten."

Bhatnagar fügte hinzu, dass Stress auch Entzündungen im Gehirn gefährdeter Ratten verstärkt. und dass diese Entzündung bei ungestressten Ratten auftrat, nachdem sie Transplantate von gefährdeten Tieren erhalten hatten.

Das Studienteam veröffentlichte seine Ergebnisse am 4. März online. 2019 in Molekulare Psychiatrie .

Bhatnagar leitet das Stress-Neurobiologie-Programm bei CHOP, und viele ihrer Co-Autoren sind Mitglieder des PennCHOP Microbiome Program, eine Zusammenarbeit zwischen Forschern von CHOP und der Perelman School of Medicine der University of Pennsylvania. Das Programm zielt darauf ab, die Gemeinschaften von Mikroben in unserem Körper besser zu verstehen und ihre Eigenschaften zu verändern, um die menschliche Gesundheit zu verbessern. Chunyu Zhao, Doktortitel, dieses Programms, führte Mikrobiom-Datenanalysen durch und ist Mitautor des Papiers.

Wissenschaftler wissen bereits, dass sich Gehirn und Darm gegenseitig beeinflussen. In Menschen, Patienten mit psychiatrischen Störungen haben eine andere Population von Darmmikroben als die Mikroben bei gesunden Personen, mit parallelen Befunden, die auch in Tiermodellen für psychiatrische Erkrankungen beobachtet wurden. Diese Studie untersuchte Mechanismen im Zusammenhang mit Gehirnentzündungen, Mikrobiome und Stress.

„Menschen reagieren nicht alle gleich auf die gleichen Belastungen – manche sind anfälliger für die Entwicklung psychiatrischer Störungen, andere sind widerstandsfähiger, " sagte Bhatnagar. "Ähnliches passiert auch bei Versuchstieren."

Bei Nagetieren, soziale Hierarchien und Territorialität sind die Hauptursachen für Stress. Im Labor, Forscher modellieren Stressoren mit validierten Verhaltensinstrumenten wie einem erzwungenen Schwimmtest oder einem sozialen Niederlagentest, um zu untersuchen, wie Tiere mit Stressbewältigungsstrategien umgehen. Ratten, die passiver zurechtkommen, sind anfälliger für die Auswirkungen von Stress, da sie auch mehr angst- und depressive Verhaltensweisen zeigen. während Ratten, die aktiver damit umgehen, widerstandsfähiger gegen die Auswirkungen von sozialem Stress sind. Basierend auf diesen Einschätzungen, die Forscher klassifizierten die Tiere entweder als verletzlich oder widerstandsfähig.

Das Studienteam analysierte dann die fäkalen Mikrobiome gefährdeter Ratten, widerstandsfähige Ratten, eine nicht gestresste Kontrollgruppe, und eine Placebogruppe. Sie fanden heraus, dass gefährdete Ratten höhere Anteile bestimmter Bakterien aufwiesen, wie Clostridien, als die anderen Gruppen.

Sie führten dann Stuhltransplantationen von drei Spendergruppen durch – gefährdete Ratten, widerstandsfähige Ratten oder nicht gestresste Kontrollratten – in naive Ratten, Tiere, die nicht gestresst waren. Sie fanden heraus, dass verschiedene Mikrobiome depressives Verhalten veränderten. Ratten, die Transplantate von gefährdeten Ratten erhielten, nahmen eher depressivähnliche Verhaltensweisen an, wohingegen Ratten, die Transplantate von widerstandsfähigen Tieren oder nicht gestressten Tieren erhielten, keine Verhaltensänderungen oder neuronalen Messungen zeigten. Die Muster der entzündlichen Prozesse im Gehirn bei den Empfängern ähnelten auch denen, die in den Gehirnen gefährdeter Tiere beobachtet wurden. Dies deutet darauf hin, dass immunmodulierende Wirkungen von Darmbakterien wie Clostridien diese Entzündung begünstigt haben könnten. Jedoch, Transplantationen veränderten das angstähnliche Verhalten nicht signifikant.

Der Befund, dass Darmtransplantationen von anfälligen Ratten das Verhalten vom depressiven Typ, aber nicht das Verhalten vom Angsttyp bei nicht gestressten Empfängern verstärkten, könnte auf unterschiedliche Mechanismen hinweisen. Die Autoren sagten, dass dieser Unterschied darauf hindeutet, dass depressives Verhalten stärker durch das Darmmikrobiom reguliert wird. wohingegen ängstliche Verhaltensweisen hauptsächlich durch Veränderungen der neuronalen Aktivität beeinflusst werden, die durch Stresserfahrungen hervorgerufen werden.

„Obwohl noch viel Forschung betrieben werden muss, Wir können uns zukünftige Anwendungen vorstellen, in denen wir das Wissen über Mikrobiom-Gehirn-Interaktionen nutzen könnten, um menschliche psychiatrische Erkrankungen zu behandeln, “ sagte Bhatnagar. „Die Leute nehmen bereits rezeptfreie Probiotika als Nahrungsergänzungsmittel. Wenn wir schließlich die positiven Verhaltenseffekte bestimmter Bakterien validieren können, wir könnten die Voraussetzungen für neue psychiatrische Behandlungen schaffen."

• Forscher entwickeln „Mini-Därme“, um zu untersuchen, wie das Darmepithel bei Zöliakie-Patienten auf Gluten reagiert
• Biomarker können helfen, die erste Behandlungsoption für Patienten mit metastasiertem Dickdarmkrebs vorherzusagen