Tidig exponering för antibiotika kan förändra hjärnans utveckling

Antibiotisk exponering tidigt i livet kan förändra mänsklig hjärnans utveckling inom områden som är ansvariga för kognitiva och känslomässiga funktioner, enligt en Rutgers -forskare.

Laboratoriestudien, publicerad i tidningen iScience , föreslår att penicillin förändrar mikrobiomet - biljonerna av fördelaktiga mikroorganismer som lever i och på våra kroppar - liksom genuttryck, som tillåter celler att reagera på sin föränderliga miljö, i nyckelområden i den utvecklande hjärnan. Resultaten tyder på att minska den utbredda antibiotikaanvändningen eller att använda alternativ när det är möjligt för att förhindra neurodevelopment -problem.

Penicillin och relaterade läkemedel (som ampicillin och amoxicillin) är det mest använda antibiotikumet hos barn världen över. I USA, det genomsnittliga barnet får nästan tre antibiotikakurer före 2 års ålder. Liknande eller större exponeringshastigheter förekommer i många andra länder. "Vårt tidigare arbete har visat att exponering av unga djur för antibiotika förändrar deras ämnesomsättning och immunitet. Den tredje viktiga utvecklingen i tidigt liv involverar hjärnan. Denna studie är preliminär men visar ett samband mellan förändring av mikrobiomet och förändringar i hjärnan som borde vara längre utforskat, "sa huvudförfattaren Martin Blaser, chef för Center for Advanced Biotechnology and Medicine på Rutgers.

Studien jämförde möss som utsattes för lågdos penicillin i livmodern eller omedelbart efter födseln med de som inte exponerades. De fann att möss som fick penicillin upplevde betydande förändringar i deras tarmmikrobiota och hade förändrat genuttryck i frontal cortex och amygdala, två nyckelområden i hjärnan som är ansvariga för utvecklingen av minne samt rädsla och stressrespons.

En växande mängd bevis kopplar fenomen i tarmkanalen till signalering till hjärnan, ett studieområde som kallas "tarm-hjärn-axeln". Om denna väg störs, det kan leda till permanent förändring av hjärnans struktur och funktion och eventuellt leda till neuropsykiatriska eller neurodegenerativa störningar i senare barndom eller vuxen ålder.

Tidigt liv är en kritisk period för neuroutveckling. Under de senaste decennierna har det har skett en ökning av förekomsten av neurodevelopmental störningar i barndomen, inklusive autismspektrumstörning, uppmärksamhetsbrist/hyperaktivitetsstörning och inlärningssvårigheter. Även om ökad medvetenhet och diagnos sannolikt är bidragande faktorer, störningar i cerebralt genuttryck tidigt i utvecklingen kan också vara ansvariga. "

Martin Blaser, Direktör för Center for Advanced Biotechnology and Medicine på Rutgers

Framtida studier behövs för att avgöra om antibiotika direkt påverkar hjärnans utveckling eller om molekyler från mikrobiomet som reser till hjärnan stör genaktivitet och orsakar kognitiva underskott.

Studien genomfördes tillsammans med Zhan Gao vid Rutgers och Blasers tidigare doktorand Anjelique Schulfer, liksom Angelina Volkova, Kelly Ruggles och Stephen Ginsberg vid New York University, som alla spelade viktiga roller i detta gemensamma projekt Rutgers – New York University.

• Svampar som lever i tarmen kan vara lika viktiga för hälsa och sjukdomar
• Svampar och bakterier i tarmen kan också påverka människors hälsa och sjukdomens svårighetsgrad