Črevný mikrobióm ovplyvňuje model aktivácie v mozgu potkana počas závislosti na opioidoch

Keď bola Sierra Simpson na vysokej škole, bola rok chorá s opakujúcimi sa horúčkami a vracaním. Jej lekári nemohli prísť na to, čo má. Podozrenie na bakteriálnu infekciu, pokúsili sa ju ošetriť vysokými dávkami antibiotík.

„Ukázalo sa, že mám maláriu a potrebujem inú liečbu, „Povedal Simpson.“ Ale v tom čase sa mi už antibiotiká prehrabali v žalúdku a cítil som väčšiu úzkosť, ako predtým. “

Antibiotiká zabíjajú baktérie spôsobujúce choroby, ale tiež ničia mnohé prospešné baktérie žijúce v našich črevách, vedľajší účinok, ktorý je spojený s radom dlhodobých zdravotných problémov. Táto skúsenosť bola impulzom pre Simpsonov záujem o mikrobiómovú vedu a os čreva a mozgu -; štúdie o mnohých spôsoboch, akými baktérie, vírusy a iné mikróby žijúce v našich telách ovplyvňujú našu fyzickú a duševnú pohodu.

Ako teraz zdravý absolvent Simpson najskôr pracoval na technikách vizualizácie molekúl v mozgu. Nedokázala však zbaviť svojho záujmu o črevný mikrobióm a jeho spojenia s mozgom.

Tak jedného dňa, Sierra práve vojde do môjho laboratória a pýta sa ma, či by som nemal záujem preskúmať potenciálne súvislosti medzi črevným mikrobiómom a tým, čo moje laboratórium zvyčajne študuje - zneužívanie drog a závislosť. Najprv som sa zdráhal. Po všetkom, Prišiel som na to, či tam niečo je, niekto by to už objavil. Ale rozhodli sme sa to skúsiť. “

Olivier George, Ph.D., docent psychiatrie na Kalifornskej univerzite v San Diegu School of Medicine

V štúdii zverejnenej 27. apríla 2020 v eNeuro , Simpson, George a kolektív zistili, že črevný mikrobióm ovplyvňuje vzor aktivácie v mozgu potkana počas závislosti od opiátov a odvykania.

„Ako často musíte vo vede robiť, najskôr sme narazili na problém kladivom, aby sme zistili, ako sa systém pokazí, potom odtiaľ ustúpte, “Povedal Simpson.

Tým chce povedať, že aby zistila, či črevný mikrobióm ovplyvňuje drogovú závislosť, najskôr potrebovali porovnať organizmus s normálnym črevným mikrobiómom s organizmom bez. Urobiť to, vedci dali niektorým potkanom antibiotiká, ktoré vyčerpali 80 percent ich črevných mikróbov. Všetky potkany -; tie s črevnými mikróbmi a bez nich -; boli závislé od predpisovaného opioidného oxykodónu zmierňujúceho bolesť. Potom niektoré potkany z každej skupiny odišli.

"Mne, najprekvapujúcejšie bolo, že všetky krysy vyzerali na povrchu rovnaké, „Povedal George.“ V účinku opioidov zmierňujúcich bolesť nedošlo k žiadnym veľkým zmenám, alebo symptómy stiahnutia alebo iného správania medzi potkanmi s črevnými mikróbmi a bez nich. “

Až keď sa tím pozrel na mozog potkanov, videli výrazný rozdiel. U potkanov, ktoré boli liečené antibiotikami, bol narušený typický spôsob náboru neurónov do rôznych častí mozgu počas intoxikácie a vysadenia. a tým im chýbala väčšina ich črevných mikróbov. Najpozoruhodnejšie je, počas intoxikácie, potkany s vyčerpanými črevnými mikróbmi mali v oblastiach mozgu viac aktivovaných neurónov, ktoré regulujú stres a bolesť (periaqueduktálna šedá, locus coeruleus) a oblasti zapojené do intoxikácie a stiahnutia opioidov (centrálna amygdala, bazolaterálna amygdala). Počas výberu potkany zbavené mikróbov mali menej aktivovaných neurónov v centrálnej amygdale, v porovnaní s potkanmi s normálnymi črevnými mikrobiómami.

„Počítanie čiernych bodiek bolo mnoho mesiacov, „Povedal Simpson.“ Nakoniec však bolo jasné, že aspoň u potkanov, črevné mikróby menia spôsob, akým mozog reaguje na lieky. "

Táto zmena by mohla ovplyvniť správanie, vysvetlila, pretože zníženie počtu neurónov prijatých do centrálnej amygdaly môže viesť k menšiemu počtu abstinenčných príznakov, čo môže následne viesť k vyššiemu riziku zneužívania drog.

Teraz, Georgeov tím rozširuje svoje štúdie tak, aby zahŕňali potkany, ktoré si sami podávajú oxykodón, a potkany s vyššou plemenitou, ktoré sú geneticky rozmanitejšie. Tiež hľadajú mikrobiálne alebo chemické podpisy na potkanoch, ktoré by mohli naznačovať, ktoré sú náchylnejšie na závislosť, s črevnými mikróbmi a bez nich.

Navyše, vedci ťažia údaje o ľudských mikrobiómoch, ktoré zahŕňajú užívateľov opioidov a antibiotík, aby zistili, či sledujú trendy podobné tým, ktoré pozorovali u potkanov.

„Táto štúdia nielen naznačuje, že črevné mikróby môžu hrať úlohu v drogovej závislosti, ak nájdeme podobné účinky u ľudí, môže to zmeniť spôsob, akým uvažujeme o spoločnom predpisovaní antibiotík a liekov proti bolesti, napríklad keď sa človek podrobí chirurgickému zákroku, „Povedal George.“ Spôsob, akým sú ovplyvnené črevné mikróby človeka, môže byť viac alebo menej citlivý na opioidy. Kľúčom teraz bude hľadanie biomarkerov, aby sme mohli predpovedať, ako by človek mohol reagovať, skôr ako s nimi budeme zaobchádzať. “

Pokiaľ ide o Simpsona, získala doktorát len ​​pred týždňom a pol, po virtuálnom úspešnom obhájení diplomovej práce -; predloženie výsledkov svojho výskumu svojmu poradnému výboru, rodinu a priateľov, pričom sa počas pandémie COVID-19 ukryli na mieste. Ďalšie, Simpson obráti svoju pozornosť na začínajúcu spoločnosť, ktorú zakladá, aby ďalej napredovala a komercializovala svoje výsledky výskumu.

• Nové usmernenie poskytuje odporúčania založené na dôkazoch pre klinický manažment EoE
• Črevná mikroflóra môže predpovedať závažnosť ochorenia COVID-19