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Spezifische Darmbakterien reverse Autismus-ähnliches Verhalten bei Mäusen
Forscher vom Baylor College of Medicine, TX, untersuchten kürzlich die Rolle von mütterlicher Ernährung und Darmbakterien auf die sozialen Merkmale von Mäusen. Ihre Ergebnisse werden zweifellos die Erforschung der Möglichkeit probiotischer Eingriffe in eine Reihe von neurologischen Störungen anregen.
Jede Untersuchung der Rolle des Mikrobioms erweitert ihren Einflussbereich immer weiter.
Die Anzahl der Bakterien in unseren Eingeweiden ist den Zellen unseres Körpers überlegen. Diese Tatsache allein macht sie zu einem würdigen Ziel für die Forschung.
Es gibt schätzungsweise 1 Kilogramm Bakterien in jedem durchschnittlichen erwachsenen Menschen.
Vor allem für ihre Rolle in der Verdauung bekannt, wird der Einfluss der Darmbakterien nur langsam besser verstanden.
Gut-Mikroben produzieren neuroaktive Verbindungen und sind bekannt, dass sie kognitive Funktionen und Verhaltensmuster signifikant verändern.
Die sogenannte Darm-Gehirn-Achse spielt auch eine wichtige Rolle bei der frühen Entwicklung und Reifung der Immun- und endokrinen Systeme.
Die neueste Studie zur Untersuchung des Einflusses von Darmbakterien auf das neurologische Verhalten wird diese Woche in der Zeitschrift veröffentlicht Zelle.
Darmbakterien und Autismus
Das Team von Baylor College zeigte, dass durch die Zugabe einer einzigen, spezifischen Bakterienart in die Eingeweide von Mäusen mit Autismus-bezogenem Sozialverhalten einige der Defizite rückgängig gemacht werden könnten.
Frühere Forschungen zur Veränderung des autistischen Verhaltens konzentrierten sich auf die Beeinflussung von Veränderungen durch elektrische Hirnstimulation. Wie Mauro Costa-Mattioli, der leitende Autor der aktuellen Studie, sagt: "Hier haben wir vielleicht einen neuen Ansatz."
Die Inspiration für die Forschung kam von Studien an Menschen, die zeigten, dass mütterliche Fettleibigkeit während der Schwangerschaft ein Risikofaktor für die Entwicklung von neurologischen Entwicklungsproblemen, einschließlich Autismus-Spektrum-Störungen (ASD), zu sein scheint.
Darüber hinaus berichtet ein hoher Prozentsatz von Personen mit ASS Magen-Darm-Probleme.
Zunächst fütterten die Forscher 60 weibliche Mäuse mit einer Diät, die dem täglichen Verzehr von Fast Food entsprach. Die resultierenden Welpen verbrachten 3 Wochen mit ihren Müttern, bevor sie auf eine normale Diät abgesetzt wurden.
Nach 1 Monat wurden ASD-ähnliche Verhaltensweisen in den Mäusen festgestellt; zum Beispiel verbrachten sie weniger Zeit mit anderen Mäusen und initiierten keine Interaktion.
Ändern Sie das Mikrobiom, ändern Sie das Verhalten
Als nächstes untersuchten die Forscher das Mikrobiom der Mäuse von fettreichen Müttern und verglichen es mit den Darmbakterien von Nachkommen von Müttern, die normal ernährt worden waren. Sie fanden heraus, dass die zwei Gruppen von Mäusen unterschiedliche Darmflora-Populationen aufwiesen.
"Die Sequenzierungsdaten waren so konsistent, dass wir anhand des Mikrobioms einer einzelnen Maus vorhersagen konnten, ob ihr Verhalten beeinträchtigt wäre."
Mauro Costa-Mattioli
Der nächste Schritt bestand darin, zu bestimmen, ob diese Veränderungen in Darmbakterien der kausale Faktor der Veränderungen im sozialen Verhalten waren. Weil Mäuse sich gegenseitig Kot fressen, hielten die Forscher die Tiere zusammen, so dass das Mikrobiom unter ihnen verteilt wurde.
Wenn die ASD-artigen, 3 Wochen alten Jungtiere mit normalen Mäusen gepaart wurden, wurde das Mikrobiom innerhalb von 4 Wochen wieder normalisiert und viele der Verhaltensmuster normalisierten sich ebenfalls wieder.
Sobald das Team diese feste Verbindung zwischen Verhalten und Darmbakterien hergestellt hatte, entschieden sie sich, die verantwortlichen Spezies zu bestimmen. Die Bakterien, die am besten zur Rechnung passten, waren Lactobacillus reuteri; Bei den Mäusen, die von Müttern geboren wurden, die mit der besonders fettreichen Diät gefüttert wurden, wurde gefunden, dass die Spezies neunfach reduziert war.
"Wir kultivierten eine Sorte von L. reuteri ursprünglich aus menschlicher Muttermilch isoliert und in das Wasser der fettreichen Jungtiere eingeführt ", sagt Shelly Buffington, Erstautorin." Wir fanden heraus, dass die Behandlung mit diesem einzelnen Bakterienstamm ihr soziales Verhalten retten konnte. "
Darmflora, Hormone und neurale Schaltkreise
Trotz einiger der ASD-ähnlichen Verhaltensweisen, die durch das aktualisierte Mikrobiom verbessert wurden, kehrte jedoch nicht jedes Verhalten zum Normalzustand zurück - Angst blieb beispielsweise bestehen.
Als eine interessante Ergänzung hat das Team das auch gefunden L. reuteri verstärkte Freisetzung von Oxytocin, einem Hormon, von dem bekannt ist, dass es eine wichtige Rolle im Sozialverhalten und bei der Bindung spielt; Oxytocin wurde auch mit Autismus beim Menschen in Verbindung gebracht.
Das Team untersuchte als nächstes die Rolle der Belohnungsschaltung in den sozial beeinträchtigten Mäusen.
"Wir fanden heraus, dass als Reaktion auf soziale Interaktion ein Mangel an synaptischer Potenzierung in einem Hauptbelohnungsgebiet des Gehirns, das in den normalen Kontrollmäusen beobachtet werden konnte, bestand. Wenn wir die Bakterien zurück in die mütterlich-fettreichen Wir konnten auch die Veränderungen der synaptischen Funktion in der Belohnungsschaltung wiederherstellen. "
Mauro Costa-Mattioli
Die Ergebnisse sind natürlich faszinierend. Vor allem aber könnten sie zu minimal-invasiven, natürlichen Heilmitteln für neurobiologische Zustände führen. Es gibt immer noch einen unglaublich langen Hügel, den es zu besteigen gilt, bevor dies in menschlichen Fächern Realität wird, aber die Möglichkeiten sind berauschend.
Die Erforschung der unterschiedlichen physiologischen Rolle von Darmbakterien ist ein relativ neues Forschungsgebiet, und bisher hat sich das Mikrobiom als überraschend einflussreich erwiesen.
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