Teamet fann att när möss koloniserades med tarmmikrober från personer med ASD, inte bara utvecklade de autismliknande beteenden; de hade också förändrade genuttrycksmönster och metaboliter i deras hjärnor, jämfört med möss som inte hade koloniserats med bakterierna.
Kateryna Kon | Shutterstock
Tarmmikrobiota är termen som används för att beskriva de mikroorganismer som finns i människans tarm och, tillsammans, deras genom kallas mikrobiomet. Dessa mikrober har ett symbiotiskt förhållande till människor, utbyta gynnsamma levnadsförhållanden som värme och näringstillgänglighet mot "hjälp" med matsmältningen, metabolism och immunsystemsvar.
I USA, uppskattningsvis 1 av 59 individer drabbas av autism, vilket orsakar en rad svårigheter med social kommunikation och repetitiva beteenden. Många studier har tidigare funnit skillnader i tarmmikrobiomet mellan personer med och utan autism.
"Dock, medan denna tidigare forskning identifierar potentiellt viktiga associationer, det kan inte avgöra om observerade mikrobiomförändringar är en följd av att ha ASD eller om de bidrar till symtom, "säger författaren till den aktuella studien, Sarkis Mazmanian, en mikrobiolog vid California Institute of Technology.
Studien av Mazmanian och kollegor ger stöd åt den växande bevismängden för en tarm-hjärnlänk i autism. Även om resultaten inte visar ett orsakssamband mellan tarmbakterier och autism, de visar att tarmmikrobiota kan bidra till vissa funktioner hos sjukdomen hos möss. De belyser också en potentiell mekanism för effekterna som observerats hos djuren.
"Vår studie visar att tarmmikrobiota är tillräcklig för att främja autismliknande beteenden hos möss. Ytterligare studier behövs för att hantera effekterna av tarmbakterier hos människor, ”Säger författaren Gil Sharon.
För att undersöka vilken effekt tarmmikrobiomen kan ha på autismliknande beteenden, laget använde möss som var "bakteriefria, ”Vilket betyder att de hade odlats i avsaknad av några mikrober och inte hade egna mikrobiomer.
Tarmprover som innehåller mikroorganismer från barn med och utan autism överfördes till mössen genom avföringstransplantation och par av möss koloniserade med samma mikrobiomer parades för att producera avkommor som hade utsatts för de mänskliga mikroberna under de tidiga utvecklingsstadierna.
Avkomman genomgick sedan tester som används för att bestämma autismliknande beteenden hos möss och registrerade hur ofta de röstade och interagerade med andra möss. Forskarna försökte också stimulera de repetitiva beteenden som ibland ses hos människor med autism genom att införa kulor i djurens burar och se hur många möss som begravdes.
Som rapporterats i tidningen Cell , mössen koloniserade med bakterier från barn med ASD (ASD mikrobiota) visade autismliknande beteenden, medan djuren utan ASD -mikrobiota inte uppvisade dessa beteenden.
Jämfört med möss utan ASD -mikrobiota, de med bakterierna interagerade mindre med andra möss, röstade mindre och visade mer repetitivt beteende. Alla dessa beteenden liknade beteendemässiga särdrag hos människor med ASD.
Nästa, forskarna dissekerade djurens hjärnor och utförde RNA -analys för att leta efter skillnader mellan de två grupperna i hur DNA bearbetas (splitsas) innan det används för att producera ett protein.
Mössen med ASD -mikrobiota uppvisade skillnader i skarvning för 560 gener, 52 av dem är kända för att vara associerade med autism.
Sharon säger att detta är en spännande antydan om att produkter från tarmmikrober på något sätt kan förändra risken för autism genom att påverka vilka former av proteiner som tillverkas i hjärnan.
När teamet analyserade djurs tarm, de fann också skillnader mellan grupper i nivåerna av 27 metaboliter-molekyler som produceras som ett resultat av matsmältning och mikrobiell metabolism.
Särskilt, metaboliterna 5-aminovalerinsyra (5AV) och taurin var lägre hos mössen med ASD-mikrobiota. ASD har ibland präglats av en obalans mellan excitatoriska och hämmande signaler i hjärnan.
Eftersom 5AV och taurin är kända för att påverka hämmande neurala receptorer som kallas GABA -receptorer, forskarna var intresserade av att upptäcka att nivåerna av dessa metaboliter visade sig vara lägre hos mössen med ASD -mikrobiota.
"Vi blev förvånade över att se hur djupa effekterna var, säger Sharon.
Forskarna vände sig sedan till en annan musmodell av autism - en stam som kallas BTBR -möss som naturligt visar autismliknande beteenden. Vid behandling av möss med 5AV eller taurin, laget fann att djuren verkligen uppvisade mindre asocialt och repetitivt beteende. Vidare, analys av djurens hjärnor visade att 5AV, särskilt, minskad nervös excitabilitet.
Mazmanian säger att fynden ger ledtrådar om den roll som tarmmikrobioten spelar i de neurala förändringar som är associerade med ASD:
Det tyder på att ASD -symtom en dag kan åtgärdas med bakteriella metaboliter eller ett probiotiskt läkemedel. Ytterligare, det öppnar möjligheten att ASD, och kanske andra klassiska neurologiska tillstånd, kan behandlas av terapier som riktar sig mot tarmen snarare än hjärnan, ett till synes mer lättillgängligt tillvägagångssätt. "
Neurovetenskaparen John Cryan (University College Cork, Irland), som inte var inblandad i forskningen, säger att resultaten är "ganska uppmuntrande" och att tanken på att metaboliter kan påverka hjärnans aktivitet är trolig, är vettigt och hjälper till att driva fältet framåt.
Cryan betonar att resultaten osannolikt ger omedelbara nya mikrobiombaserade behandlingar; de två metaboliter som markeras här kan visa sig vara oberoende av autism hos människor.
Fortfarande, forskningen motiverar en jakt på andra metaboliter som saknar tarm eller hjärna hos personer med sjukdomen. Detta kommer att uppmuntra fältet att det finns något där.
Dr John Cryan, Hjärnforskare
Metformin kan hjälpa tarmläckage
Sömnkvalitet kan vara en indikator för senare studier av Alzheimers sjukdom
Vad är ett ERCP?
Rapporterar etiketter på kommersiella kefirprodukter mikrobiella nivåer korrekt?
Hur man stärker ditt immunförsvar för att bekämpa coronavirus
Perfectus Biomed ställer ut på IPS -konferensen i Liverpool
Spindelgiftpeptid kan hjälpa till att stoppa smärta vid irritabelt tarmsyndrom
Forskare vid University of Queensland har funnit att en specifik peptid som finns i spindelgift kan ha egenskaper som kan göra det användbart för att lindra smärta hos patienter med irritabelt tarmsyn
Ny studie kan hjälpa till att förhindra dödliga infektioner hos spädbarn
För tidiga spädbarn födda före 28-30 veckors liv löper stor risk för många komplikationer, bland vilka chansen att dö av en infektion som börjar i tarmen är mycket stor. En ny studie publicerad i tids
Kaffe hjälper till att utveckla friska tarmmikrober och hjälper tarmrörelser
Det har funnits anekdotiska bevis på att kaffedrickare svär vid sin morgonkopp för normala tarmrörelser på morgonen. En ny studie från forskare i Texas har visat att kaffe verkligen hjälper till med t