Het team ontdekte dat wanneer muizen werden gekoloniseerd met darmmicroben van mensen met ASS, niet alleen ontwikkelden ze autisme-achtig gedrag; ze hadden ook veranderde genexpressiepatronen en metabolieten in hun hersenen, vergeleken met muizen die niet waren gekoloniseerd met de bacteriën.
Kateryna Kon | Shutterstock
Darmmicrobiota is de term die wordt gebruikt om de gemeenschappen van micro-organismen te beschrijven die zich in de menselijke darm bevinden en, samen, hun genomen worden het microbioom genoemd. Deze microben hebben een symbiotische relatie met mensen, gunstige leefomstandigheden zoals warmte en beschikbaarheid van voedingsstoffen inwisselen voor “hulp” bij de spijsvertering, reacties van het metabolisme en het immuunsysteem.
In de Verenigde Staten, naar schatting 1 op de 59 personen wordt getroffen door autisme, die een reeks problemen met sociale communicatie en repetitief gedrag veroorzaakt. Veel studies hebben eerder verschillen gevonden in het darmmicrobioom tussen mensen met en zonder autisme.
"Echter, terwijl dit eerdere onderzoek potentieel belangrijke associaties identificeert, het is niet in staat om vast te stellen of waargenomen veranderingen in het microbioom een gevolg zijn van het hebben van ASS of dat ze bijdragen aan symptomen, " zegt de auteur van de huidige studie, Sarkis Mazmanian, een microbioloog aan het California Institute of Technology.
De studie van Mazmanian en collega's ondersteunt het groeiende aantal bewijzen voor een darm-hersenverbinding bij autisme. Hoewel de resultaten geen oorzakelijk verband tussen darmbacteriën en autisme bewijzen, ze laten wel zien dat de darmflora kan bijdragen aan sommige kenmerken van de aandoening bij muizen. Ze werpen ook licht op een mogelijk mechanisme voor de effecten die bij de dieren zijn waargenomen.
"Onze studie toont aan dat de darmmicrobiota voldoende is om autisme-achtig gedrag bij muizen te bevorderen. Aanvullende studies zijn nodig om de impact van darmbacteriën bij mensen aan te pakken, ', zegt eerste auteur Gil Sharon.
Om het effect te onderzoeken dat het darmmicrobioom kan hebben op autisme-achtig gedrag, het team gebruikte muizen die "kiemvrij waren, ” wat betekent dat ze waren gekweekt in afwezigheid van microben en geen eigen microbioom hadden.
Darmmonsters met micro-organismen van kinderen met en zonder autisme werden door fecale transplantatie naar de muizen overgebracht en paren muizen die met dezelfde microbiomen waren gekoloniseerd, werden gepaard om nakomelingen te produceren die tijdens de vroege stadia van ontwikkeling waren blootgesteld aan de menselijke microben.
De nakomelingen ondergingen vervolgens tests die worden gebruikt om autisme-achtig gedrag bij muizen te bepalen en registreerden hoe vaak ze vocaliseerden en interactie hadden met andere muizen. De onderzoekers probeerden ook het repetitieve gedrag dat soms wordt waargenomen bij mensen met autisme te stimuleren door knikkers in de kooien van de dieren te brengen en te kijken hoeveel muizen er begraven zijn.
Zoals gerapporteerd in het journaal Cel , de muizen gekoloniseerd met bacteriën van kinderen met ASS (ASS microbiota) vertoonden autisme-achtig gedrag, terwijl de dieren zonder ASD-microbiota dit gedrag niet vertoonden.
Vergeleken met muizen zonder ASS microbiota, die met de bacteriën hadden minder interactie met andere muizen, spraken minder en vertoonden meer repetitief gedrag. Al deze gedragingen waren vergelijkbaar met de gedragskenmerken die werden gezien bij mensen met ASS.
Volgende, de onderzoekers ontleedden de hersenen van de dieren en voerden RNA-analyse uit om te zoeken naar verschillen tussen de twee groepen in hoe DNA wordt verwerkt (gesplitst) voordat het wordt gebruikt om een eiwit te produceren.
De muizen met ASS-microbiota vertoonden verschillen in splitsing voor 560 genen, Van 52 daarvan is bekend dat ze verband houden met autisme.
Sharon zegt dat dit een intrigerende hint is dat de producten van darmmicroben op de een of andere manier het autismerisico kunnen veranderen door te beïnvloeden welke vormen van eiwitten in de hersenen worden gemaakt.
Toen het team de ingewanden van de dieren analyseerde, ze vonden ook verschillen tussen groepen in de niveaus van 27 metabolieten - moleculen die worden geproduceerd als gevolg van de spijsvertering en het microbiële metabolisme.
Vooral, niveaus van de metabolieten 5-aminovaleriaanzuur (5AV) en taurine waren lager bij de muizen met ASS-microbiota. ASS wordt soms gekenmerkt door een disbalans tussen prikkelende en remmende signalen in de hersenen.
Omdat bekend is dat 5AV en taurine remmende neurale receptoren, GABA-receptoren genaamd, beïnvloeden, de onderzoekers waren geïnteresseerd om te ontdekken dat de niveaus van deze metabolieten lager waren in de muizen met ASS-microbiota.
"We waren verrast om te zien hoe diepgaand de effecten waren, ' zegt Sharon.
De onderzoekers wendden zich vervolgens tot een ander muismodel van autisme - een stam genaamd BTBR-muizen die van nature autisme-achtig gedrag vertoont. Bij het behandelen van de muizen met 5AV of taurine, het team ontdekte dat de dieren inderdaad minder asociaal en repetitief gedrag vertoonden. Verder, analyse van de hersenen van de dieren toonde aan dat 5AV, vooral, verminderde neurale prikkelbaarheid.
Mazmanian zegt dat de bevindingen aanwijzingen geven over de rol die de darmflora speelt in de neurale veranderingen die worden geassocieerd met ASS:
Het suggereert dat ASS-symptomen op een dag kunnen worden verholpen met bacteriële metabolieten of een probiotisch medicijn. Verder, het opent de mogelijkheid dat ASS, en misschien andere klassieke neurologische aandoeningen, kan worden behandeld met therapieën die zich richten op de darmen in plaats van op de hersenen, een schijnbaar meer handelbare benadering."
Neurowetenschapper John Cryan (University College Cork, Ierland), die niet bij het onderzoek betrokken was, zegt dat de bevindingen "behoorlijk bemoedigend" zijn en dat het idee dat metabolieten de hersenactiviteit kunnen beïnvloeden aannemelijk is, is logisch en zal het veld vooruit helpen.
Cryan benadrukt dat het onwaarschijnlijk is dat de resultaten onmiddellijk nieuwe op microbioom gebaseerde behandelingen zullen opleveren; de twee metabolieten die hier worden benadrukt, kunnen mogelijk geen verband houden met autisme bij mensen.
Nog altijd, het onderzoek rechtvaardigt een jacht op andere metabolieten die deficiënt zijn in de darmen of hersenen van mensen met de aandoening. Dit zal het veld aanmoedigen dat er iets is.
Dr. John Cryan, Neurowetenschapper
Nieuwe computationele modelleringsmethode voorspelt hoe darmmicroben in de loop van de tijd veranderen
Een veganistisch dieet kan darmmicroben stimuleren die helpen bij het afvallen
Aanwezigheid van bepaalde darmbacteriën bij moeders kan baby's beschermen tegen voedselallergieën
Rauw voer voor huisdieren een risico voor mens en dier
Dat Pepto je maagzweer waarschijnlijk niet zal helpen
Nieuw onderzoek identificeert een verband tussen het darmmicrobioom en beroertes
Wat is de deal met hepatitis C?
Hep C. Tegenwoordig, je ziet veel tv-commercials over getest en gescreend worden. Het is gemakkelijk om aan te nemen dat hepatitis een aandoening is die alleen van belang is voor diegenen die mogelijk
Nieuw model voor vaginale microbioomtransplantatie
Bacteriële vaginose is een aandoening die duizenden vrouwen wereldwijd treft, en wordt niet alleen in verband gebracht met vaginale symptomen, maar ook met zwangerschapsgerelateerde complicaties, waar
Het is veilig om rauw voedsel aan huisdieren te geven,
vindt nieuwe studie Een grote multinationale studie toont aan dat eigenaren van gezelschapsdieren niet denken dat het voeren van rauw voedsel het risico op infectie voor gezinsleden verhoogt. Rauw voe