«Изменения в нейрометаболитах во время младенчества могут иметь сильные воздействия на мозговое развитие, и возможно, что микробиом – или коллекция бактерий, грибов и вирусов, населяющих наш пищеварительный тракт – играет роль в этом процессе», говорит Остин Мадд, докторант в Программе Нейробиологии в U меня. «Однако это неясно, какие определенные бактерии пищеварительного тракта больше всего влияют во время мозгового развития и какие факторы, если таковые имеются, могли бы влиять на отношения между пищеварительным трактом и мозгом».Исследователи изучили 1-месячных поросят, которые удивительно подобны человеческим младенцам с точки зрения их пищеварительного тракта и мозгового развития. Они сначала определили относительное изобилие бактерий в экскрементах и содержимом восходящей ободочной кишки поросят, затем определенные количественно концентрации определенных комплексов в крови и в мозгу.«Используя поросенка, поскольку переводимая модель животных для человеческих младенцев обеспечивает уникальную возможность для изучения аспектов развития, которые являются иногда более трудными или этически сложными, чтобы собрать данные по в человеческих младенцах», говорит Мадд. «Например, в этом исследовании мы хотели видеть, могли ли бы мы найти бактерии в экскрементах поросят, которые могли бы предсказать концентрации комплексов в крови и мозгу, оба из которых более трудно характеризовать в младенцах».
Исследователи проявили пошаговый подход, сначала определив прогнозирующие отношения между фекальными бактериями и мозговыми метаболитами. Они нашли, что бактериальные рода, Бэктеройдес и Клостридиум предсказали более высокие концентрации myo-инозита, Butyricimonas положительно, предсказали n-acetylaspartate (NAA), и Бактероиды также предсказали более высокие уровни полного креатина в мозгу.
Однако, когда бактерии в роду, Ruminococcus более изобиловали экскрементами поросят, концентраций NAA в мозгу, были ниже.«Эти мозговые метаболиты были найдены в измененных государствах в людях, диагностированных беспорядок спектра аутизма (ASD), все же никакие предыдущие исследования не определили определенные связи между бактериальными родами и этими конкретными метаболитами», отмечает Мадд.
Следующий шаг должен был определить, могли ли бы эти четыре бактериальных рода предсказать комплексы в крови. «Биомаркеры крови – что-то, что мы можем на самом деле собрать с младенчества, таким образом, это – клинически соответствующий образец. Было бы хорошо изучить мозг младенца непосредственно, но младенцы отображения в материально-техническом отношении и этически трудные. Мы можем, однако, получить экскременты и кровь от младенцев», говорит Райан Дилджер, адъюнкт-профессор в Отделе Зоологии, Подразделении Пищевых Наук и Программе Нейробиологии в U меня.
Исследователи сочли прогнозирующие отношения между фекальной микробиоматерией и серотонином и кортизолом, двумя комплексами в крови известными быть под влиянием микробиоматерии пищеварительного тракта. Определенно, Бактероиды был связан с более высокими уровнями серотонина, в то время как Руминококкус предсказал более низкие концентрации и серотонина и кортизола. Clostridium и Butyricimonas не были связаны сильно ни с одним комплексом.Снова, Мадд говорит, результаты поддержали предыдущие результаты, связанные с ASD. «Изменения в серотонине сыворотки и кортизоле, а также фекальных уровнях Bacteroides и Ruminococcus, были описаны в людях ASD».
На основе их начальных исследований исследователи хотели знать, были ли отношения с тремя путями между Ruminococcus, кортизолом и NAA. Чтобы исследовать это далее, они использовали статистический подход, известный как «анализ посредничества», и нашли, что кортизол сыворотки добился отношений между фекальным изобилием Ruminococcus и мозговой концентрацией NAA.
Другими словами, кажется, что Ruminococcus общается с и вносит изменения в мозг косвенно через кортизол. «Это открытие посредничества интересно, в котором оно дает нам понимание одного способа, которым микробиоматерия пищеварительного тракта может общаться с мозгом. Это может использоваться в качестве структуры для развития будущих интервенционных исследований, которые далее поддерживают этот предложенный механизм», добавляет Дилджер.«Первоначально, мы намереваемся характеризовать отношения между микробиоматерией пищеварительного тракта, биомаркерами крови и мозговыми метаболитами. Но как только мы посмотрели на отношения, определенные в нашем исследовании, они продолжали приводить нас к результатам, о которых независимо сообщают, в литературе аутизма.
Мы остаемся осторожными и не хотим преувеличивать наши результаты без поддержки со стороны клинических интервенционных испытаний, но мы выдвигаем гипотезу, что это могло быть способствующим фактором к неоднородным симптомам аутизма», говорит Мадд. Интересно, во время, так как исследователи написали работу, другие публикации также сообщили об отношениях между Ruminococcus и мерами мозгового развития, поддержав, что это могло бы быть многообещающей областью для будущего исследования.Дилджер добавляет, «Мы признаем, что этот подход ограничен, только используя прогнозирующие модели. Поэтому следующий шаг должен произвести эмпирическое доказательство в клиническом урегулировании.
Таким образом, важно указать, что мы только произвели гипотезу здесь, но захватывающе рассмотреть успехи, которые могут быть сделаны в будущем на основе наших доказательств в преклинической модели свиньи».