Nagetierstudie: Wie Darmbakterien die Angst beeinflussen können

Eine neue Studie aus Irland an Nagetieren zeigt, dass bestimmte Hirnregionen, die stark an Angstzuständen und Depressionen beteiligt sind, durch biologische Moleküle, sogenannte microRNAs (miRNAs), signifikant von Darmmikroben beeinflusst werden.

Die Ergebnisse, veröffentlicht in der Zeitschrift Mikrobiomwerfen ein neues Licht darauf, wie Darmbakterien angstähnliche Verhaltensweisen beeinflussen können.

Die Forscher vom APC Microbiome Institute am University College Cork untersuchten den Zusammenhang zwischen Darmbakterien und miRNAs im Gehirn und stellten fest, dass eine signifikante Anzahl von miRNAs im Gehirn mikrobenfreier Mäuse verändert war. Diese Mäuse, die in einer keimfreien Blase aufgezogen worden waren, zeigten abnormale Angstzustände, Defizite in der Geselligkeit und Wahrnehmung und ein erhöhtes depressives Verhalten.

"Darmmikroben scheinen miRNAs in der Amygdala und im präfrontalen Kortex zu beeinflussen", sagte Dr. Gerard Clarke, der entsprechende Autor.

"Dies ist wichtig, da diese miRNAs physiologische Prozesse beeinflussen können, die für die Funktion des Zentralnervensystems und in Hirnregionen wie der Amygdala und dem präfrontalen Kortex, die stark an Angstzuständen und Depressionen beteiligt sind, von grundlegender Bedeutung sind."

miRNAs sind kurze Sequenzen von Nukleotiden (die Bausteine ​​von DNA und RNA), die die Expression von Genen beeinflussen können. Es wird angenommen, dass eine Dysregulation oder Dysfunktion dieser Moleküle ein zugrunde liegender Faktor ist, der zu stressbedingten psychischen Störungen, neurodegenerativen Erkrankungen und neurologischen Entwicklungsstörungen beiträgt. Darüber hinaus wurden miRNA-Veränderungen im Gehirn mit angstähnlichen Verhaltensweisen in Verbindung gebracht.

„Es mag möglich sein, miRNAs im Gehirn für die Behandlung von psychiatrischen Störungen zu modulieren, aber die Forschung auf diesem Gebiet war mit mehreren Herausforderungen konfrontiert, beispielsweise der Suche nach sicheren und biologisch stabilen Verbindungen, die in der Lage sind, die Blut-Hirn-Schranke zu überwinden und dann zu wirken der gewünschte Ort im Gehirn “, sagte Clarke.

"Unsere Studie legt nahe, dass einige der Hürden, die der Nutzung des therapeutischen Potenzials von miRNAs im Wege stehen, beseitigt werden könnten, indem stattdessen auf das Darmmikrobiom abgezielt wird."

Die Ergebnisse zeigen, dass die Spiegel von 103 miRNAs in der Amygdala und 31 im präfrontalen Cortex von Mäusen, die ohne Darmbakterien (GF-Mäuse) gezüchtet wurden, im Vergleich zu herkömmlichen Mäusen unterschiedlich waren. Das spätere Hinzufügen des Darmmikrobioms im Leben normalisierte jedoch einige der Veränderungen der miRNAs im Gehirn.

Die Studie legt nahe, dass ein gesundes Mikrobiom für eine angemessene Regulation von miRNAs in diesen Hirnregionen notwendig ist. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass die Manipulation des Darmmikrobioms angstähnliche Verhaltensweisen beeinflusst. Laut den Autoren ist dies jedoch das erste Mal, dass das Darmmikrobiom sowohl in der Amygdala als auch im präfrontalen Kortex mit miRNAs in Verbindung gebracht wurde.

Um festzustellen, welche miRNAs in der Amygdala und im präfrontalen Cortex vorhanden waren, verwendeten die Forscher Next-Generation-Sequencing (NGS) an Gruppen von 10-12 Kontrollmäusen mit einer normalen Darmmikrobiota, GF-Mäusen und Ex-GF-Mäusen - kolonisiert mit Bakterien indem sie bei den Kontrollmäusen untergebracht wurden - und bei erwachsenen Ratten, deren normale Mikrobiota mit Antibiotika abgereichert worden war.

Die Forscher entdeckten, dass die Erschöpfung der Mikrobiota erwachsener Ratten mit Antibiotika einige miRNAs im Gehirn auf ähnliche Weise wie die GF-Mäuse beeinflusst. Dies deutet darauf hin, dass selbst wenn eine gesunde Mikrobiota im frühen Leben vorhanden ist, nachfolgende Veränderungen im Erwachsenenalter nach Angaben der Autoren Auswirkungen auf miRNAs im Gehirn haben können, die für angstähnliche Verhaltensweisen relevant sind.

Der genaue Mechanismus, durch den die Darmmikrobiota die miRNAs im Gehirn beeinflussen kann, ist nach Ansicht der Forscher noch unklar. Während die Studie zeigt, dass die Auswirkungen der Mikrobiota auf miRNAs bei mehr als einer Spezies (Mäusen und Ratten) vorhanden sind, sind weitere Untersuchungen zum Zusammenhang zwischen Darmbakterien, miRNAs und angstähnlichem Verhalten erforderlich, bevor die Ergebnisse auf a übertragen werden können klinische Umgebung.

"Dies ist eine Forschung im Frühstadium, aber die Möglichkeit, die gewünschte Wirkung auf miRNAs in bestimmten Hirnregionen durch gezielte Bekämpfung der Darmmikrobiota zu erzielen - beispielsweise durch den Einsatz von Psychobiotika - ist eine attraktive Perspektive", sagte Clarke.

Quelle: BioMed Central