В журнале Genetec Engineering and Biotechnology News недавно появилась статья, в которой исследователи из колледжа Baylor обнаружили микробы, живущие в кишечнике, которые связаны со специфическими симптомами неврологических расстройств.

Многие неврологические расстройства традиционно связаны с генетикой как причиной функционирования и развития мозга. Но недавние открытия указывают на связь между кишечником и мозгом.

О Кишечном Микробиоме

До сих пор исследования микробиомов кишечника проводились в основном на мышах, чтобы определить, есть ли терапевтический потенциал.

Микробиом кишечника состоит из таких микроорганизмов, как вирусы, бактерии, грибы и простейшие. Он также включает генетический материал, существующий в желудочно-кишечном тракте.

В исследовании Baylor, опубликованном Cell, анализируется роль микробиома в сложном поведении. Микробы, которые нельзя увидеть невооруженным глазом, могут быть вредными или важными для нашего здоровья.

Исследования показывают, что микробиом взаимодействует с нервной системой и высвобождает молекулы, которые могут перемещаться в мозг. Микробиота, посылая сигналы в мозг, регулирует развитие центральной нервной системы и воспаление. Это также влияет на поведение и настроение.

Социальное Поведение и Расстройства Нервного Развития

Чтобы быть конкретным, команда Baylor обнаружила, что при анализе нарушений развития нервной системы гиперактивность регулируется генетикой.

С другой стороны, социальное поведение контролируется микробиомом кишечника, который, как было доказано, влияет на сложное поведение.

Команда заметила улучшение социального поведения (но не двигательной активности), когда мышей Cntnap2 лечили в кишечнике производящим белок соединением из семейства биоптеринов. Биоптерин необходим для синтеза серотонина (нейромедиатора).

Исследователи Baylor были удивлены, узнав, что дисфункциональное поведение контролируется как микробиомом, так и генами в Cntnap2, в которые встроены миРНК (гены хозяина). Ген Cntnap2, один из крупнейших в геноме человека, был связан с расстройствами аутистического спектра (РАС).

Команда также нашла интересным, что определенные микробные вмешательства (процедуры) исправили социальные недостатки у мышей Cntnap2.

Выводы ученых из лаборатории Коста-Маттиоли показывают, что, хотя до сих пор в центре внимания находились гены хозяина, микробиом кишечника, то есть микроорганизмы, живущие в организме человека, представляет собой еще один источник генетической информации.

Исследование Costa-Mattioli предлагает новый подход к неврологическим расстройствам. В этом сценарии взаимодействие как микробных, так и человеческих генов способствует возникновению заболевания. Кроме того, чтобы лечение устраняло каждый симптом, оно должно быть направлено как на кишечник, так и на мозг.

Шон Дулинг, соавтор и кандидат в доктора философии в лаборатории Costa-Mattioli объяснил, насколько сложно анализировать эти взаимодействия на людях. По этой причине при работе с нарушениями развития нервной системы команда использовала модель мыши, в которой отсутствовали обе копии гена Cntnap2.

Исследователи наблюдали гиперактивность и социальные недостатки, которые также были обнаружены при РАС. По сравнению с мышами, у которых не было генетических вариантов, у социально неполноценных мышей наблюдались изменения в бактериях в их микробиоме.

Взгляд в Будущее

Ученые согласны с тем, что необходимы дополнительные испытания и исследования, чтобы лучше понять взаимосвязь между мозгом и кишечником. Тем не менее они уверены, что уже начатые испытания в конечном итоге приведут к методам лечения нервно-психических расстройств.