Πηγή: Πανεπιστήμιο του Illinois College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences
Οι ερευνητές μελέτησαν χοιρίδια ηλικίας 1 μηνός, τα οποία είναι αξιοσημείωτα παρόμοια με τα ανθρώπινα βρέφη όσον αφορά την ανάπτυξη του εντέρου και του εγκεφάλου τους.
Τα μικρόβια του εντέρου συζητούνται ιδιαίτερα τον τελευταίο καιρό. Πρόσφατες μελέτες δείχνουν ότι μπορούν να επηρεάσουν την ανθρώπινη υγεία, τη συμπεριφορά και ορισμένες νευρολογικές διαταραχές, όπως ο αυτισμός. Αλλά πώς επικοινωνούν με τον εγκέφαλο; Τα αποτελέσματα από μια νέα μελέτη του Πανεπιστημίου του Ιλλινόις που χρησιμοποιεί χοιρίδια ηλικίας ενός μηνός υποδηλώνουν μια οδό επικοινωνίας μεταξύ ορισμένων βακτηρίων του εντέρου και των μεταβολιτών του εγκεφάλου, μέσω μιας ένωσης στο αίμα γνωστής ως κορτιζόλης. Απροσδόκητα, το εύρημα παρέχει έναν πιθανό μηχανισμό για να εξηγήσει τα χαρακτηριστικά του αυτισμού.
«Οι αλλαγές στους νευρομεταβολίτες κατά τη βρεφική ηλικία μπορούν να έχουν βαθιές επιδράσεις στην ανάπτυξη του εγκεφάλου και είναι πιθανό ότι το μικροβιακό - ή συλλογή βακτηρίων, μυκήτων και ιών που κατοικούν στο έντερο μας - παίζει ρόλο σε αυτή τη διαδικασία», λέει ο Austin Mudd, Το Πρόγραμμα Νευροεπιστημών στο U του Ιλινόις. "Ωστόσο, δεν είναι σαφές ποια συγκεκριμένα βακτήρια του εντέρου έχουν μεγαλύτερη επιρροή κατά την ανάπτυξη του εγκεφάλου και ποιοι παράγοντες, αν υπάρχουν, επηρεάζουν τη σχέση μεταξύ του εντέρου και του εγκεφάλου".
Οι ερευνητές μελέτησαν χοιρίδια ηλικίας 1 μηνός, τα οποία είναι αξιοσημείωτα παρόμοια με τα ανθρώπινα βρέφη όσον αφορά την ανάπτυξη του εντέρου και του εγκεφάλου τους. Κατ 'αρχάς ταυτοποίησαν τις πληθώρες βακτηριδίων στα κόπρανα και τα αύξοντα περιεχόμενα του κόλου των χοιριδίων, κατόπιν ποσοτικοποίησαν τις συγκεντρώσεις ορισμένων ενώσεων στο αίμα και στον εγκέφαλο.
"Η χρήση του χοιριδίου ως μεταφραστικού ζωικού μοντέλου για βρέφη παρέχει μια μοναδική ευκαιρία για να μελετήσουμε πτυχές ανάπτυξης που μερικές φορές είναι πιο δύσκολες ή ηθικά προκλητικές για τη συλλογή δεδομένων σε βρέφη," λέει ο Mudd. "Για παράδειγμα, σε αυτή τη μελέτη θέλαμε να δούμε αν θα μπορούσαμε να βρούμε βακτηρίδια στα κόπρανα των χοιριδίων που θα μπορούσαν να προβλέψουν συγκεντρώσεις ενώσεων στο αίμα και τον εγκέφαλο, οι οποίες είναι δυσκολότερο να χαρακτηριστούν σε βρέφη".
Οι ερευνητές υιοθέτησαν μια σταδιακή προσέγγιση, προσδιορίζοντας πρώτα τις προβλεπτικές σχέσεις μεταξύ των βακτηρίων των κοπράνων και των μεταβολιτών του εγκεφάλου. Βρήκαν ότι τα βακτηριακά γένη Bacteroides και Clostridium προέβλεπαν υψηλότερες συγκεντρώσεις μυο-ινοσιτόλης, ο Butyricimonas θετικά πρόβλεψε το n-acetylaspartate και ο Bacteroides προέβλεπαν επίσης υψηλότερα επίπεδα ολικής κρεατίνης στον εγκέφαλο. Ωστόσο, όταν τα βακτήρια στο γένος Ruminococcus ήταν πιο άφθονα στα κόπρανα των χοιριδίων, οι συγκεντρώσεις του n-ακετυλασπαρικού στον εγκέφαλο ήταν χαμηλότερες.
 "Αυτοί οι μεταβολίτες του εγκεφάλου έχουν βρεθεί αλλοιωμένα σε άτομα που διαγνώστηκαν με διαταραχή του φάσματος του αυτισμού, αλλά δεν έχουν εντοπιστεί συγκεκριμένες σχέσεις μεταξύ βακτηριακών γενεών και αυτών των συγκεκριμένων μεταβολιτών", σημειώνει ο Mudd.
Το επόμενο βήμα ήταν να καθοριστεί αν αυτά τα τέσσερα βακτηριακά γένη θα μπορούσαν να προβλέψουν ενώσεις στο αίμα. "Οι βιοδείκτες αίματος είναι κάτι που πραγματικά μπορούμε να συλλέξουμε από ένα βρέφος, επομένως είναι ένα κλινικά σχετικό δείγμα. Θα ήταν ωραίο να μελετήσουμε άμεσα τον εγκέφαλο ενός βρέφους, αλλά η απεικόνιση βρέφους είναι δύσκολη από υλικοτεχνική και ηθική άποψη. Μπορούμε, ωστόσο, να λάβουμε περιττώματα και αίμα από βρέφη ", λέει ο Ryan Dilger, αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Επιστημών των Ζώων, Τμήμα Διατροφικών Επιστημών και Πρόγραμμα Νευροεπιστημών στο Πανεπιστήμιο του Illinois.
Οι ερευνητές βρήκαν προγνωστικές σχέσεις μεταξύ της μικροβιοτικής κοπράνων και της σεροτονίνης και της κορτιζόλης, δύο ενώσεις στο αίμα που είναι γνωστό ότι επηρεάζονται από το μικροβιακό έντερο. Συγκεκριμένα, ο Bacteroides συσχετίστηκε με υψηλότερα επίπεδα σεροτονίνης, ενώ ο Ruminococcus προέβλεπε χαμηλότερες συγκεντρώσεις σεροτονίνης και κορτιζόλης. Τα Clostridium και Butyricimonas δεν συσχετίστηκαν έντονα με καμία από τις δύο ενώσεις.
Και πάλι, ισχυρίζεται ο Mudd, τα αποτελέσματα υποστήριξαν τα προηγούμενα ευρήματα που σχετίζονται με ASD. "Οι μεταβολές της σεροτονίνης και της κορτιζόλης στον ορό, καθώς και τα επίπεδα των Bacteroides και Ruminococcus των κοπράνων έχουν περιγραφεί σε άτομα με ASD".
 
Με βάση τις αρχικές αναλύσεις τους, οι ερευνητές ήθελαν να μάθουν εάν υπήρχε μια τριμερής σχέση μεταξύ του Ruminococcus, της κορτιζόλης και του n-acetylaspartate. Για να διερευνήσουν περαιτέρω αυτό, χρησιμοποίησαν μια στατιστική προσέγγιση γνωστή ως "ανάλυση μεσολάβησης", και διαπίστωσαν ότι η κορτιζόλη του ορού μεσολαβούσε στη σχέση μεταξύ της περιττωματικής πληθώρας Ruminococcus και της συγκέντρωσης εγκεφάλου NAA. Με άλλα λόγια, φαίνεται ότι ο Ruminococcus επικοινωνεί και μεταβάλλει τον εγκέφαλο έμμεσα μέσω της κορτιζόλης. "Αυτό το εύρημα διαμεσολάβησης είναι ενδιαφέρον, καθώς μας δίνει μια εικόνα για έναν τρόπο με τον οποίο η μικροβιακή εντέρου μπορεί να επικοινωνεί με τον εγκέφαλο. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πλαίσιο για την εκπόνηση μελετών μελλοντικής παρέμβασης που υποστηρίζουν περαιτέρω αυτόν τον προτεινόμενο μηχανισμό ", προσθέτει ο Dilger.
 
"Αρχικά, ξεκινήσαμε να χαρακτηρίζουμε τις σχέσεις μεταξύ της μικροβιακής εντέρου, των βιοδεικτών αίματος και των μεταβολιτών του εγκεφάλου. Αλλά μόλις εξετάσαμε τις σχέσεις που προσδιορίστηκαν στη μελέτη μας, συνέχισαν να μας οδηγούν σε ανεξάρτητα ευρήματα στη βιβλιογραφία του αυτισμού. Παραμένουμε επιφυλακτικοί και δεν θέλουμε να υπερεκτιμήσουμε τα ευρήματά μας χωρίς υποστήριξη από τις κλινικές δοκιμές παρέμβασης, αλλά υποθέτουμε ότι αυτό θα μπορούσε να είναι ένας παράγοντας που συμβάλλει στα ετερογενή συμπτώματα του αυτισμού", λέει ο Mudd. Είναι ενδιαφέρον ότι, από τη στιγμή που οι ερευνητές έγραψαν το συγκεκριμένο έγγραφο, άλλες δημοσιεύσεις ανέφεραν επίσης σχέσεις μεταξύ του Ruminococcus και μέτρα ανάπτυξης του εγκεφάλου, υποστηρίζοντας ότι αυτό θα μπορούσε να είναι ένα υποσχόμενο πεδίο για μελλοντική έρευνα.
Ο Dilger προσθέτει: "Παραδεχόμαστε ότι η προσέγγιση αυτή περιορίζεται μόνο από τη χρήση προγνωστικών μοντέλων. Επομένως, το επόμενο βήμα είναι να δημιουργηθούν εμπειρικά στοιχεία σε ένα κλινικό περιβάλλον. Επομένως, είναι σημαντικό να δηλώσουμε ότι έχουμε δημιουργήσει μόνο μια υπόθεση εδώ, αλλά είναι συναρπαστικό να εξετάσουμε την πρόοδο που μπορεί να γίνει στο μέλλον βάσει των στοιχείων μας στο προκλινικό μοντέλο χοίρων ".
 
 
Το άρθρο, “Serum cortisol mediates the relationship between fecal Ruminococcus & brain N-acetylaspartate in the young pig”, δημοσιεύεται στο Gut Microbes [DOI: 10.1080 / 19490976.2017.1353849]. Οι συν-συγγραφείς του Mudd και του Dilger περιλαμβάνουν τους Kirsten Berding, Mei Wang και Sharon Donovan από τη Διεύθυνση Διατροφικών Επιστημών και το Τμήμα Επιστήμης Τροφίμων και Ανθρώπινης Διατροφής στο Πανεπιστήμιο του Illinois. Η μελέτη υποστηρίχθηκε από την Mead Johnson Nutrition.