Antibiotikabehandling i tidigt liv hindrar utvecklingen av social hjärna hos möss

Antibiotisk behandling i tidigt liv hindrar hjärnans signalvägar som fungerar i socialt beteende och smärtreglering hos möss, en ny studie av Dr Katerina Johnson och Dr Philip Burnet har funnit. Det publicerades idag i BMC Neurovetenskap .

Katerina Johnson, från universitetets avdelningar för psykiatri och experimentell psykologi, undersökte effekterna av att störa mikrobiomet på hjärnan hos möss. 'Vi vet från tidigare forskning att djur saknar mikrober, såsom bakteriefria djur (som saknar mikrober) eller antibiotikabehandlade djur (vars mikrober är kraftigt utarmade), har nedsatt socialt beteende, 'förklarar hon. 'Jag var därför särskilt intresserad av mikrobiomets effekter på endorfin, oxytocin och vasopressinsignalering eftersom dessa neuropeptider spelar en viktig roll i socialt och emotionellt beteende. '

Det mest slående fyndet var hos unga djur som behandlats med antibiotika. Detta resulterade i minskat uttryck av receptorerna som förmedlar endorfin, oxytocin och vasopressinsignalering i den främre cortexen. Dr Johnson kommenterade, 'Om dessa signalvägar är mindre aktiva, detta kan hjälpa till att förklara beteendemässiga underskott som ses hos antibiotikabehandlade djur. Medan denna studie gjordes på djur som fick en kraftfull antibiotisk cocktail, detta fynd belyser de potentiella skadliga effekterna som antibiotikaexponering kan ha på hjärnan när den fortfarande utvecklas. '

Dr Burnet la till, 'Vår forskning understryker den växande konsensus om att störning av mikrobiomet under utveckling kan ha betydande effekter på fysiologin, inklusive hjärnan.

Studien genomfördes med ett relativt litet antal djur med höga doser antibiotika och ytterligare forskning bör följa upp detta resultat med tanke på samhällets beroende av antibiotika, även om de naturligtvis fortfarande spelar en viktig roll inom medicinen för att bekämpa bakterieinfektioner.

Detta var också den första studien för att undersöka om mikrobiomet påverkar hjärnans endorfinsystem (där endorfin aktiverar opioidreceptorer) och därför kan dessa fynd ha klinisk relevans.

Den negativa effekten av antibiotika på endorfinsystemet kan ha konsekvenser inte bara för socialt beteende utan också för smärtreglering. Faktum är att vi vet att tarmmikrobiomet påverkar smärtresponsen, så det kan vara ett av de sätt på vilket det gör det.

En något överraskande observation från vår forskning var kontrasten i resultaten för bakteriefria och antibiotikabehandlade möss, eftersom de neurogenetiska förändringarna i allmänhet var i motsatt riktning. Detta är en relevant upptäckt eftersom användningen av antibiotika för att tömma mikrobiomet ofta ses som ett mer tillgängligt alternativ till bakteriefria djur. Dock, Vi betonar behovet av att betrakta dessa två behandlingar som distinkta modeller för mikrobiommanipulation när vi undersöker mikrobernas effekter på hjärnan och beteendet. "

Katerina Johnson, från avdelningarna för psykiatri och experimentell psykologi, Oxfords universitet

• Nya biomolekyler kan gynna jordbruks- och läkemedelssektorn
• Studien pekar på en viktig roll för vita blodkroppar i hjärnans utveckling