"Bij ratten die depressief gedrag vertonen in een laboratoriumtest, we ontdekten dat stress hun darmmicrobioom verandert - de populatie bacteriën in de darm, " zei studieleider Seema Bhatnagar, doctoraat, een neurowetenschapper in de afdeling Anesthesiologie en Critical Care van het Children's Hospital of Philadelphia (CHOP). "Bovendien, toen we bacteriën van die stressgevoelige ratten transplanteerden in ratten die niet gestrest waren, de ontvangende dieren vertoonden soortgelijk gedrag."
Bhatnagar voegde eraan toe dat stress ook de ontsteking in de hersenen van kwetsbare ratten verhoogde, en dat deze ontsteking verscheen bij ongestresste ratten nadat ze transplantaties hadden gekregen van kwetsbare dieren.
Het onderzoeksteam publiceerde zijn bevindingen online op 4 maart, 2019 in Moleculaire Psychiatrie .
Bhatnagar leidt het Stress Neurobiology Program bij CHOP, en veel van haar co-auteurs zijn lid van het PennCHOP Microbiome Program, een samenwerking tussen onderzoekers van CHOP en de Perelman School of Medicine aan de Universiteit van Pennsylvania. Het programma heeft tot doel de gemeenschappen van microben in ons lichaam beter te begrijpen en hun eigenschappen te veranderen om de menselijke gezondheid te verbeteren. Chunyu Zhao, doctoraat, van dat programma, voerde microbioomgegevensanalyse uit en is co-auteur van het artikel.
Wetenschappers weten al dat hersenen en darm elkaar beïnvloeden. In mensen, patiënten met psychiatrische stoornissen hebben verschillende populaties van darmmicroben in vergelijking met microben bij gezonde individuen, met parallelle bevindingen die ook worden gezien in diermodellen van psychiatrische ziekten. Deze studie onderzocht mechanismen die verband houden met hersenontsteking, microbioom en stress.
"Mensen reageren niet allemaal hetzelfde op dezelfde spanningen - sommigen zijn kwetsbaarder dan anderen voor het ontwikkelen van psychiatrische stoornissen, anderen zijn veerkrachtiger, "zei Bhatnagar. "Iets soortgelijks gebeurt ook bij proefdieren."
Bij knaagdieren, sociale hiërarchieën en territorialiteit zijn belangrijke bronnen van stress. In het laboratorium, onderzoekers modelleren stressoren met gevalideerde gedragsinstrumenten zoals een gedwongen zwemtest of een sociale nederlaagtest om te onderzoeken hoe dieren copingstrategieën gebruiken om met stress om te gaan. Ratten die passiever omgaan, zijn kwetsbaarder voor de effecten van stress omdat ze ook meer angst- en depressief gedrag vertonen, terwijl ratten die actiever omgaan, veerkrachtig zijn tegen de effecten van sociale stress. Op basis van deze beoordelingen de onderzoekers classificeerden de dieren als kwetsbaar of veerkrachtig.
Het onderzoeksteam analyseerde vervolgens de fecale microbiomen van kwetsbare ratten, veerkrachtige ratten, een niet-gestresste controlegroep, en een placebogroep. Ze ontdekten dat kwetsbare ratten hogere proporties van bepaalde bacteriën hadden, zoals Clostridia, dan de andere groepen.
Vervolgens voerden ze fecale transplantaties uit van drie donorgroepen - kwetsbare ratten, veerkrachtige ratten of controle niet-gestresste ratten - in naïeve ratten, dieren die niet gestrest waren. Ze ontdekten dat verschillende microbiomen depressief gedrag veranderden. Ratten die transplantaties kregen van kwetsbare ratten, hadden meer kans om depressief gedrag aan te nemen, terwijl ratten die transplantaties kregen van veerkrachtige dieren of niet-gestresste dieren geen gedragsveranderingen of neurale maatregelen vertoonden. Patronen van hersenontstekingsprocessen bij ontvangers leken ook op die in de hersenen van kwetsbare dieren, wat suggereert dat immuunmodulerende effecten van darmbacteriën zoals Clostridia die ontsteking mogelijk hebben bevorderd. Echter, transplantaties veranderden het angstachtige gedrag niet significant.
De bevinding dat darmtransplantaties van kwetsbare ratten depressief gedrag maar niet angstachtig gedrag bij niet-gestresste ontvangers deden toenemen, kan wijzen op verschillende mechanismen. De auteurs zeiden dat dit verschil suggereert dat depressief gedrag meer wordt gereguleerd door het darmmicrobioom, terwijl angstachtig gedrag voornamelijk wordt beïnvloed door veranderingen in neurale activiteit die worden veroorzaakt door stresservaringen.
"Hoewel er nog veel onderzoek moet worden gedaan, we kunnen toekomstige toepassingen bedenken waarin we kennis van microbioom-herseninteracties kunnen gebruiken om menselijke psychiatrische stoornissen te behandelen, " zei Bhatnagar. "Mensen nemen al vrij verkrijgbare probiotica als supplementen. Als we uiteindelijk gunstige gedragseffecten van specifieke bacteriën kunnen valideren, we kunnen de weg vrijmaken voor nieuwe psychiatrische behandelingen."
Strategische voorbereiding van de pediatrische gezondheidszorg voor de tweede golf van de COVID-19-pandemie
Spermamicrobioom onthuld met RNA-sequencing
Verandering van het microbioom van de bovenste luchtwegen bij kinderen in verband met gevoeligheid voor SARS-CoV-2
Cryptosporidiose verergerd door veelgebruikte probiotica
Wat u eet, kan de manier veranderen waarop antibiotica uw darmen beïnvloeden
Hoe u uw immuunsysteem kunt versterken om het coronavirus te bestrijden
Darmimmuuncellen kunnen verantwoordelijk zijn voor veranderingen in het metabolisme, vindt onderzoek
Een nieuwe studie heeft aangetoond dat de immuuncellen in de darm gerelateerd kunnen zijn aan de snelheid van het metabolisme. De resultaten van de nieuwe studie getiteld, Intra-epitheliale T-cellen i
Bacteriofagen kunnen E. coli behandelen zonder de darm te beschadigen,
nieuwe studie zegt Onderzoekers in de VS hebben een nieuwe therapie ontwikkeld die een unieke bacteriofaag gebruikt om E. coli-infecties te behandelen. De bacteriofaag bleek qua effectiviteit tegen in
Samenstelling en structuur van het nasofaryngeale microbioom houden verband met de ernst van de ziekte van COVID-19
Virale infecties gaan gepaard met veranderingen in het microbioom van de bovenste luchtwegen/nasofaryngeale (NP). In aanvulling, veel studies veronderstellen de mogelijkheden van superinfecties als ge