Il trapianto di batteri intestinali da ratti vulnerabili allo stress altera il comportamento,

infiammazione cerebrale nel ricevente Gli scienziati hanno dimostrato che il trapianto di batteri intestinali, da un animale vulnerabile allo stress sociale a un animale non stressato, può causare un comportamento vulnerabile nel destinatario. La ricerca rivela dettagli delle interazioni biologiche tra il cervello e l'intestino che un giorno potrebbero portare a trattamenti probiotici per disturbi psichiatrici umani come la depressione.

"Nei ratti che mostrano un comportamento di tipo depressivo in un test di laboratorio, abbiamo scoperto che lo stress cambia il loro microbioma intestinale:la popolazione di batteri nell'intestino, " ha detto il leader dello studio Seema Bhatnagar, dottorato di ricerca, un neuroscienziato nel Dipartimento di Anestesiologia e terapia intensiva presso l'Ospedale pediatrico di Filadelfia (CHOP). "Inoltre, quando abbiamo trapiantato batteri da quei ratti vulnerabili allo stress in ratti che non erano stati stressati, gli animali riceventi hanno mostrato un comportamento simile".

Bhatnagar ha aggiunto che lo stress ha anche aumentato l'infiammazione nel cervello dei ratti vulnerabili, e che questa infiammazione è apparsa in ratti non stressati dopo aver ricevuto trapianti da animali vulnerabili.

Il team dello studio ha pubblicato i suoi risultati online il 4 marzo, 2019 in Psichiatria Molecolare .

Bhatnagar guida il programma di neurobiologia dello stress al CHOP, e molti dei suoi coautori sono membri del PennCHOP Microbiome Program, una collaborazione tra i ricercatori del CHOP e la Perelman School of Medicine dell'Università della Pennsylvania. Il programma mira a comprendere meglio le comunità di microbi all'interno dei nostri corpi e ad alterarne le proprietà per migliorare la salute umana. Chunyu Zhao, dottorato di ricerca, di quel programma, ha eseguito l'analisi dei dati del microbioma ed è coautore del documento.

Gli scienziati sanno già che cervello e intestino si influenzano a vicenda. Negli umani, i pazienti con disturbi psichiatrici hanno diverse popolazioni di microbi intestinali rispetto ai microbi in individui sani, con risultati paralleli osservati anche in modelli animali di malattie psichiatriche. Questo studio ha studiato i meccanismi legati all'infiammazione del cervello, microbiomi e stress.

"Gli esseri umani non reagiscono tutti in modo identico agli stessi stress:alcuni sono più vulnerabili di altri allo sviluppo di disturbi psichiatrici, altri sono più resistenti, " disse Bhatnagar. "Qualcosa di simile accade anche negli animali da laboratorio."

Nei roditori, le gerarchie sociali e la territorialità sono le principali fonti di stress. In laboratorio, i ricercatori modellano i fattori di stress con strumenti comportamentali convalidati come un test di nuoto forzato o un test di sconfitta sociale per esaminare come gli animali utilizzano strategie di coping per affrontare lo stress. I ratti che affrontano in modo più passivo sono più vulnerabili agli effetti dello stress perché mostrano anche più comportamenti di tipo ansioso e depressivo, mentre i ratti che affrontano più attivamente sono resistenti agli effetti dello stress sociale. Sulla base di queste valutazioni, i ricercatori hanno classificato gli animali come vulnerabili o resilienti.

Il team di studio ha quindi analizzato i microbiomi fecali di ratti vulnerabili, ratti resistenti, un gruppo di controllo non stressato, e un gruppo placebo. Hanno scoperto che i ratti vulnerabili avevano proporzioni più elevate di alcuni batteri, come Clostridi, rispetto agli altri gruppi.

Hanno quindi eseguito trapianti fecali da tre gruppi di donatori:ratti vulnerabili, ratti resilienti o controllo di ratti non stressati - in ratti ingenui, animali che non erano stati stressati. Hanno scoperto che diversi microbiomi hanno cambiato il comportamento di tipo depressivo. I ratti che ricevevano trapianti da ratti vulnerabili avevano maggiori probabilità di adottare comportamenti di tipo depressivo, considerando che i ratti che hanno ricevuto trapianti da animali resilienti o animali non stressati non hanno mostrato alcun cambiamento nel comportamento o nelle misure neurali. Anche i modelli dei processi infiammatori cerebrali nei riceventi assomigliavano a quelli osservati nel cervello di animali vulnerabili, suggerendo che gli effetti immunomodulatori dei batteri intestinali come i Clostridia potrebbero aver promosso quell'infiammazione. Però, i trapianti non hanno modificato significativamente il comportamento ansioso.

La scoperta che i trapianti di intestino da ratti vulnerabili hanno aumentato il comportamento di tipo depressivo ma non il comportamento di tipo ansioso nei riceventi non stressati può indicare meccanismi diversi. Gli autori hanno affermato che questa differenza suggerisce che i comportamenti di tipo depressivo sono più regolati dal microbioma intestinale, mentre i comportamenti di tipo ansioso sono principalmente influenzati dai cambiamenti dell'attività neurale prodotti dall'esperienza di stress.

"Anche se resta ancora molta ricerca da fare, possiamo immaginare applicazioni future in cui potremmo sfruttare la conoscenza delle interazioni microbioma-cervello per trattare i disturbi psichiatrici umani, " ha detto Bhatnagar. "Le persone stanno già assumendo probiotici da banco come integratori. Se alla fine riusciamo a convalidare gli effetti comportamentali benefici di batteri specifici, potremmo preparare il terreno per nuovi trattamenti psichiatrici".

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