Žarnyno bakterijos, susijusios su medžiagų apykaitos pokyčiais ir autizmu naujame tyrime

Kalifornijos technologijos instituto mokslininkai padarė svarbų atradimą, kuris gali paaiškinti, kaip žarnyno bakterijos gali prisidėti prie į autizmą panašaus elgesio.

Komanda nustatė, kad kai pelės buvo kolonizuotos žarnyno mikrobais iš žmonių, sergančių ASD, jie ne tik išsiugdė į autizmą panašų elgesį; jų smegenyse taip pat pasikeitė genų ekspresijos modeliai ir metabolitai, palyginti su pelėmis, kurios nebuvo kolonizuotos bakterijomis.

Kateryna Kon | „Shutterstock“

Žarnyno mikrobiota yra terminas, naudojamas apibūdinti mikroorganizmų, gyvenančių žmogaus žarnyne, bendruomenes ir kartu, jų genomai vadinami mikrobioma. Šie mikrobai turi simbiotinį ryšį su žmonėmis, keisdami palankias gyvenimo sąlygas, tokias kaip šiluma ir maistinių medžiagų prieinamumas, „padėti“ virškinimui, medžiagų apykaitos ir imuninės sistemos reakcijos.

Jungtinėse Amerikos Valstijose, 1 iš 59 žmonių serga autizmu, o tai sukelia daugybę sunkumų bendraujant socialiniame gyvenime ir kartojant elgesį. Daugelis tyrimų anksčiau nustatė žarnyno mikrobiomos skirtumus tarp žmonių, sergančių autizmu ir be jo.

"Tačiau, nors šis ankstesnis tyrimas nustato potencialiai svarbias asociacijas, ji negali išspręsti, ar pastebėti mikrobiomų pokyčiai yra ASD pasekmė, ar jie prisideda prie simptomų, “, - sako dabartinio tyrimo autorius, Sarkis Mazmanianas, Kalifornijos technologijos instituto mikrobiologas.

Mazmaniano ir jo kolegų tyrimas patvirtina vis daugiau įrodymų, patvirtinančių žarnyno ir smegenų ryšį autizme. Nors rezultatai neįrodo priežastinio ryšio tarp žarnyno bakterijų ir autizmo, jie rodo, kad žarnyno mikrobiota gali prisidėti prie kai kurių pelių sutrikimo ypatybių. Jie taip pat atskleidžia galimą gyvūnų poveikio mechanizmą.

"Mūsų tyrimas rodo, kad žarnyno mikrobiota yra pakankama, kad paskatintų į autizmą panašų elgesį pelėms. Norint išspręsti žarnyno bakterijų poveikį žmonėms, reikalingi papildomi tyrimai, “ - sako pirmasis autorius Gil Sharon.

Tyrimas

Norėdami ištirti žarnyno mikrobiomo poveikį autizmo tipo elgesiui, komanda naudojo peles, kurios buvo „be mikrobų, Tai reiškia, kad jie buvo auginami nesant jokių mikrobų ir neturėjo savo mikrobiomų.

Žarnyno mėginiai, kuriuose yra mikroorganizmų iš vaikų, sergančių autizmu ir be jo, buvo perkelti į peles išmatų transplantacijos būdu, o pelių poros, kolonizuotos tomis pačiomis mikrobiomomis, buvo suporuotos, kad gautų palikuonis, kurie buvo paveikti žmogaus mikrobų ankstyvosiose vystymosi stadijose.

Tada palikuonims buvo atlikti bandymai, kurie buvo naudojami nustatant į autizmą panašų elgesį su pelėmis ir užfiksuota, kaip dažnai jie balsavo ir bendravo su kitomis pelėmis. Mokslininkai taip pat bandė paskatinti pasikartojantį elgesį, kartais pastebimą žmonėms, sergantiems autizmu, įvedant į gyvūnų narvus rutuliukus ir matant, kiek pelių palaidojo.

Kaip pranešta žurnale Ląstelė , pelės, kolonizuotos bakterijomis iš vaikų, sergančių ASD (ASD mikrobiota), demonstravo į autizmą panašų elgesį, kadangi gyvūnai, neturintys ASD mikrobiotos, tokio elgesio neparodė.

Palyginti su pelėmis, neturinčiomis ASD mikrobiotos, tie, kurie turi bakterijų, mažiau sąveikauja su kitomis pelėmis, mažiau balsavo ir demonstravo pasikartojantį elgesį. Visi šie elgesio būdai buvo panašūs į elgesio ypatybes, pastebėtas žmonėms, sergantiems ASD.

Kitas, tyrėjai išpjaustė gyvūnų smegenis ir atliko RNR analizę, siekdami išsiaiškinti skirtumus tarp dviejų grupių, kaip DNR yra apdorojama (sujungta) prieš naudojant baltymą.

Pelės, turinčios ASD mikrobiotą, išsiskyrė 560 genų, 52 iš jų yra susiję su autizmu.

Poveikis buvo „gilus“

Sharonas sako, kad tai yra intriguojanti užuomina, kad žarnyno mikrobų produktai gali kažkaip pakeisti autizmo riziką, paveikdami, kokios baltymų formos gaminamos smegenyse.

Kai komanda išanalizavo gyvūnų žarnas, jie taip pat nustatė 27 metabolitų-molekulių, kurios susidaro dėl virškinimo ir mikrobų metabolizmo-lygių skirtumus tarp grupių.

Visų pirma, metabolitų 5-aminovalerinė rūgštis (5AV) ir taurino koncentracija buvo mažesnė pelėms, turinčioms ASD mikrobiotą. ASD kartais būdingas smegenų sužadinimo ir slopinimo signalų disbalansas.

Kadangi žinoma, kad 5AV ir taurinas veikia slopinančius nervinius receptorius, vadinamus GABA receptoriais, tyrėjams buvo įdomu išsiaiškinti, kad pelių, turinčių ASD mikrobiotą, šių metabolitų kiekis buvo mažesnis.

„Mes buvome nustebinti pamatę, koks didelis poveikis buvo, “ - sako Sharon.

Tuomet mokslininkai kreipėsi į kitą pelės autizmo modelį - padermę, vadinamą BTBR pelėmis, kuri natūraliai demonstruoja į autizmą panašų elgesį. Gydant peles 5AV arba taurinu, komanda nustatė, kad gyvūnai iš tikrųjų demonstravo mažiau asocialų ir pasikartojantį elgesį. Be to, gyvūnų smegenų analizė parodė, kad 5AV, visų pirma, sumažėjęs nervų jaudrumas.

Mazmanianas teigia, kad išvados suteikia užuominų apie žarnyno mikrobiotos vaidmenį nervų pokyčiuose, susijusiuose su ASD:

Tai rodo, kad ASD simptomai vieną dieną gali būti ištaisyti bakteriniais metabolitais arba probiotikais. Be to, atveria galimybę, kad ASD, ir galbūt kitos klasikinės neurologinės sąlygos, gali būti gydoma terapija, nukreipta į žarnyną, o ne į smegenis, iš pažiūros labiau priimtinas požiūris “.

Neurologas Johnas Cryanas (Korko universiteto koledžas, Airija), kuris nedalyvavo tyrime, teigia, kad išvados yra „gana viliojančios“ ir kad idėja, kad metabolitai gali turėti įtakos smegenų veiklai, yra tikėtina, turi prasmę ir padės stumti lauką į priekį.

Cryanas pabrėžia, kad vargu ar rezultatai iš karto duos naujų gydymo būdų, pagrįstų mikrobioma; du čia išryškinti metabolitai gali pasirodyti nesusiję su žmonių autizmu.

Vis dėlto, tyrimas pateisina kitų metabolitų, kurių trūksta žmonių, sergančių žarnyne ar smegenyse, medžioklę. Tai padrąsins sritį, kad ten kažkas yra.

Daktaras Johnas Cryanas, Neuromokslininkas

• Alergija, susijusi su didesniu greito maisto vartojimu,
• Tyrimas pabrėžia poreikį šviesti onkologus apie molekulinį profiliavimą