Микробиом кишечника влияет на активацию мозга крысы во время опиоидной зависимости

Когда Сьерра Симпсон училась в колледже, она болела в течение года с повторяющейся лихорадкой и рвотой. Ее врачи не могли понять, что у нее было. Подозревая бактериальную инфекцию, они пытались лечить ее высокими дозами антибиотиков.

"Оказалось, что у меня малярия, и мне нужно другое лечение, "Сказал Симпсон." Но к тому времени антибиотики испортили мой желудок, и я почувствовал большее беспокойство, чем раньше ".

Антибиотики убивают болезнетворные бактерии, но они также уничтожают многие полезные бактерии, живущие в нашем кишечнике, побочный эффект, связанный с рядом долгосрочных проблем со здоровьем. Этот опыт послужил толчком для интереса Симпсона к науке о микробиоме и оси кишечник-мозг; изучение множества способов, которыми бактерии, вирусы и другие микробы, живущие в нашем теле, влияют на наше физическое и психическое благополучие.

Как теперь здоровый аспирант, Симпсон сначала работал над методами визуализации молекул в головном мозге. Но она не могла избавиться от интереса к кишечному микробиому и его связям с мозгом.

<цитата>

Итак, однажды Сьерра просто заходит в мою лабораторию и спрашивает меня, не хочу ли я изучить потенциальные связи между микробиомом кишечника и тем, что обычно изучает моя лаборатория - злоупотреблением наркотиками и наркоманией. Сначала я не хотел. После всего, Я подумал, есть ли там что-нибудь, кто-то уже бы это обнаружил. Но мы решили попробовать ».

Оливье Жорж, Кандидат наук., адъюнкт-профессор психиатрии Медицинской школы Сан-Диего Калифорнийского университета

В исследовании, опубликованном 27 апреля, 2020 в eNeuro , Симпсон, Джордж и его команда обнаружили, что микробиом кишечника влияет на характер активации в мозгу крысы во время опиоидной зависимости и абстиненции.

"Как часто приходится делать в науке, мы сначала ударяем по проблеме молотком, чтобы увидеть, как система ломается, затем вернитесь оттуда, "Сказал Симпсон.

Под этим она подразумевает, что для того, чтобы определить, повлиял ли микробиом кишечника на наркозависимость, сначала им нужно было сравнить организм с нормальным микробиомом кишечника и без него. Для этого исследователи дали крысам антибиотики, которые уничтожили 80 процентов кишечных микробов. Все крысы -; с кишечными микробами и без них -; зависели от рецепта опиоидного обезболивающего оксикодона. Затем часть крыс из каждой группы прекратила свое существование.

"Мне, Самым удивительным было то, что на поверхности крысы казались одинаковыми, - сказал Джордж. - Не было никаких серьезных изменений в обезболивающем эффекте опиоидов, или симптомы отмены или другое поведение между крысами с кишечными микробами и без них ».

Только когда команда посмотрела на мозг крыс, они увидели существенную разницу. Типичный паттерн рекрутирования нейронов в различные части мозга во время интоксикации и абстиненции был нарушен у крыс, получавших лечение антибиотиками. и, таким образом, лишились большинства кишечных микробов. В частности, во время интоксикации, у крыс с истощенными кишечными микробами было больше активированных нейронов в областях мозга, которые регулируют стресс и боль (периакведуктальный серый, locus coeruleus) и участках опиоидной интоксикации и синдрома отмены (центральная миндалина, базолатеральная миндалина). Во время вывода у истощенных микробами крыс было меньше активированных нейронов в центральной миндалине, по сравнению с крысами с нормальным микробиомом кишечника.

"Это было много месяцев подсчета черных точек, - сказал Симпсон. - Но в конце концов стало ясно, что по крайней мере у крыс, кишечные микробы изменяют реакцию мозга на лекарства ».

Этот сдвиг может повлиять на поведение, она объяснила, потому что уменьшение количества нейронов, задействованных в центральной миндалине, может привести к меньшему количеству симптомов отмены, что, в свою очередь, может повысить риск злоупотребления наркотиками.

Теперь, Команда Джорджа расширяет свои исследования, чтобы включить крыс, которые самостоятельно вводят оксикодон, и беспородных крыс, которые более генетически разнообразны. Они также ищут микробные или химические признаки у крыс, которые могут указывать на то, какие из них более подвержены зависимости, с кишечными микробами и без них.

Кроме того, исследователи собирают данные о микробиоме человека, в том числе потребители опиоидов и антибиотиков, чтобы увидеть, следуют ли они тенденциям, аналогичным тем, которые они наблюдали у крыс.

«Это исследование не только предполагает, что кишечные микробы могут играть роль в наркомании, если мы обнаружим подобные эффекты у людей, это может изменить то, как мы думаем о совместном назначении антибиотиков и обезболивающих, например, когда человеку делают операцию, - сказал Джордж. - То, как поражаются кишечные микробы человека, может сделать их более или менее чувствительными к опиоидам. Ключевым моментом теперь будет поиск биомаркеров, чтобы мы могли предсказать, как человек может отреагировать, прежде чем мы будем их лечить ».

Что касается Симпсона, она получила докторскую степень всего полторы недели назад, после успешной защиты диссертации виртуально -; представление результатов своего исследования консультативному комитету, семья и друзья, укрывающиеся на месте во время пандемии COVID-19. Следующий, Симпсон обратит свое внимание на стартап, который она запускает, для дальнейшего продвижения и коммерциализации результатов своих исследований.

• В новом руководстве представлены научно обоснованные рекомендации по клиническому ведению EoE.
• Микробиота кишечника может предсказать тяжесть COVID-19