Črevné baktérie spojené s metabolickými zmenami a autizmom v novej štúdii

Vedci z Kalifornského technologického inštitútu urobili dôležitý objav, ktorý môže vysvetliť, ako môžu črevné baktérie prispieť k správaniu podobnému autizmu.

Tím zistil, že keď boli myši kolonizované črevnými mikróbmi od ľudí s ASD, nielenže sa u nich vyvinulo správanie podobné autizmu; v mozgu mali tiež zmenené vzorce génovej expresie a metabolity, v porovnaní s myšami, ktoré neboli kolonizované baktériami.

Kateryna Kon | Shutterstock

Črevná mikrobiota je termín používaný na opis spoločenstiev mikroorganizmov, ktoré sa nachádzajú v ľudskom čreve, a spolu, ich genómy sa označujú ako mikrobiómy. Tieto mikróby majú symbiotický vzťah s ľuďmi, výmena priaznivých životných podmienok, ako je teplo a dostupnosť živín, za „pomoc“ s trávením, reakcie metabolizmu a imunitného systému.

V Spojených štátoch, odhadom 1 z 59 osôb je postihnutých autizmom, čo spôsobuje celý rad ťažkostí so sociálnou komunikáciou a opakujúcim sa správaním. Mnoho štúdií predtým zistilo rozdiely v črevnom mikrobióme medzi ľuďmi s autizmom a bez autizmu.

„Avšak, zatiaľ čo tento predchádzajúci výskum identifikuje potenciálne dôležité asociácie, nie je možné vyriešiť, či sú pozorované zmeny mikrobiómu dôsledkom ASD alebo či prispievajú k symptómom, “hovorí autor súčasnej štúdie, Sarkis Mazmanian, mikrobiológ z Kalifornského technologického inštitútu.

Štúdia Mazmanian a kolegov poskytuje podporu rastúcemu množstvu dôkazov o spojení čreva a mozgu pri autizme. Aj keď výsledky nepreukazujú príčinný vzťah medzi črevnými baktériami a autizmom, ukazujú, že črevná mikroflóra môže prispieť k niektorým znakom poruchy u myší. Tiež objasňujú potenciálny mechanizmus účinkov pozorovaných u zvierat.

"Naša štúdia ukazuje, že črevná mikroflóra je dostatočná na podporu správania podobného autizmu u myší. Na riešenie vplyvu črevných baktérií na ľudí sú potrebné ďalšie štúdie, “Hovorí prvý autor Gil Sharon.

Výskum

Aby sa preskúmalo, aký vplyv môže mať črevný mikrobióm na správanie podobné autizmu, tím použil myši, ktoré boli „bez zárodkov, ”Čo znamená, že boli pestované bez akýchkoľvek mikróbov a nemali vlastné mikrobiómy.

Črevné vzorky obsahujúce mikroorganizmy od detí s autizmom a bez autizmu boli prenesené na myši fekálnym transplantátom a páry myší kolonizovaných rovnakými mikrobiómami boli spárené za vzniku potomstva, ktoré bolo v počiatočných fázach vývoja vystavené ľudským mikróbom.

Potomstvo podstúpilo testy, ktoré sa používajú na stanovenie správania podobného autizmu u myší, a zaznamenali, ako často vokalizovali a interagovali s inými myšami. Vedci sa tiež pokúsili stimulovať opakujúce sa správanie, ktoré sa niekedy vyskytuje u ľudí s autizmom, zavedením guľôčok do klietok zvierat a sledovaním toho, koľko myší pochovalo.

Ako sa uvádza v denníku Bunka , myši kolonizované baktériami od detí s ASD (ASD microbiota) vykazovali správanie podobné autizmu, keďže zvieratá bez ASD mikrobioty nevykazovali toto správanie.

V porovnaní s myšami bez ASD mikrobioty, tí, ktorí mali baktérie, interagovali menej s inými myšami, menej vokalizoval a demonštroval viac sa opakujúce správanie. Všetky tieto druhy správania boli podobné znakom správania pozorovaným u ľudí s ASD.

Ďalšie, vedci rozrezali mozgy zvierat a vykonali analýzu RNA, aby zistili rozdiely medzi týmito dvoma skupinami v spôsobe spracovania (zostrihu) DNA predtým, ako sa použije na výrobu proteínu.

Myši s mikrobiotou ASD vykazovali rozdiely v spájaní 560 génov, O 52 z nich je známe, že sú spojené s autizmom.

Účinky boli „hlboké“

Sharon hovorí, že je to zaujímavý náznak, že produkty črevných mikróbov môžu nejakým spôsobom zmeniť riziko autizmu ovplyvnením toho, aké formy bielkovín sa vyrábajú v mozgu.

Keď tím analyzoval vnútornosti zvierat, zistili tiež medziskupinové rozdiely v hladinách 27 metabolitov-molekúl, ktoré vznikajú v dôsledku trávenia a mikrobiálneho metabolizmu.

Najmä hladiny metabolitov kyseliny 5-aminovalerovej (5AV) a taurínu boli nižšie u myší s mikrobiotikou ASD. PAS je niekedy charakterizovaná nerovnováhou medzi excitačnými a inhibičnými signálmi v mozgu.

Pretože je známe, že 5AV a taurín ovplyvňujú inhibičné nervové receptory nazývané receptory GABA, vedcov zaujalo zistenie, že hladiny týchto metabolitov boli nižšie u myší s mikrobiotikou ASD.

„Boli sme prekvapení, keď sme videli, aké hlboké boli účinky, “hovorí Sharon.

Vedci sa potom obrátili na iný myší model autizmu - kmeň nazývaný myši BTBR, ktorý prirodzene ukazuje správanie podobné autizmu. Pri ošetrení myší 5AV alebo taurínom, tím zistil, že zvieratá skutočne vykazujú menej asociálne a opakujúce sa správanie. Okrem toho, analýza mozgu zvierat ukázala, že 5AV, najmä, znížená nervová excitabilita.

Mazmanian hovorí, že zistenia poskytujú stopy o úlohe črevnej mikroflóry v nervových zmenách, ktoré sú spojené s ASD:

To naznačuje, že symptómy ASD môžu byť jedného dňa napravené bakteriálnymi metabolitmi alebo probiotickým liekom. Ďalej, otvára možnosť, že ASD, a možno aj iné klasické neurologické stavy, môžu byť liečené terapiami, ktoré sa zameriavajú skôr na črevo než na mozog, zdanlivo prístupnejší. “

Neurovedec John Cryan (University College Cork, Írsko), ktorý nebol zapojený do výskumu, hovorí, že zistenia sú „celkom povzbudzujúce“ a že myšlienka, že metabolity môžu ovplyvňovať mozgovú aktivitu, je pravdepodobná, dáva zmysel a pomôže posunúť pole vpred.

Cryan zdôrazňuje, že je nepravdepodobné, že by výsledky okamžite poskytli nové ošetrenia založené na mikrobiómoch; dva tu zvýraznené metabolity sa môžu ukázať ako nesúvisiace s autizmom u ľudí.

Napriek tomu výskum odôvodňuje hľadanie ďalších metabolitov s nedostatkom v čreve alebo mozgu ľudí s touto poruchou. To povzbudí pole, že tam niečo je.

Dr. John Cryan, Neurovedec

• Alergie súvisiace s vyššou spotrebou nezdravého jedla,
• Štúdia zdôrazňuje potrebu vzdelávať onkológov o molekulárnom profilovaní