Det humane mikrobiome - en samling af bakterier, archaea, svampe og vira, der samler sig i tarmen og tarmen - er blevet knyttet til en lang række menneskers sundhedsmæssige tilstande, herunder fordøjelsessundhed og forebyggelse af autoimmune sygdomme. Nogle undersøgelser har endda identificeret en mulig forbindelse mellem tarmsundhed og hjernefunktion. På baggrund af dette arbejde afslører en undersøgelse, der blev offentliggjort i går i Nature Microbiology, at klinisk depression kunne blive påvirket af mængderne af visse bakterier i tarmen.
Forskningsteamet ledet af mikrobiolog Jeroen Raes fra det katolske universitet i Leuven i Belgien fandt, at næsten alle tarmbakterier er i stand til at producere neurotransmittere, som er kemikalier som dopamin og serotonin, der muliggør kommunikation mellem neuroner. Hvis disse "kemiske budbringere" sendes til receptorer i hjernen, kan de påvirke humør og adfærd. Forskerne identificerede også to bakteriestammer, der mangler tarmen hos mennesker, der er diagnosticeret med depression.
Undersøgelsen tilføjer en stigende dokumentation for, at der findes en forbindelse mellem tarmsundhed og hjerne. Det afgøres imidlertid ikke, om dårlig mental sundhed forårsager udtømning af bakterierne, eller om de manglende bakterier forstærker symptomerne forbundet med humørsygdomme. Mere forskning er nødvendigt for at kunne sige, at tarmbakterier påvirker mental sundhed, siger Mark Lyte, professor i mikrobiologi ved Iowa State University, som ikke var involveret i undersøgelsen.
"Undersøgelserne begynder bare rigtig, " siger Lyte. "Vi forstår ikke fuldstændigt, hvad alle generne i alle bakterierne gør, så vi gør ikke den konklusion, at vi forstår alt om mikrobiotaen med hensyn til deres genetiske kapacitet til at fremstille [neurotransmittere]. Vi forstår kun en brøkdel af det. " Forskere identificerede for nylig mere end 100 nye arter af bakterier i den menneskelige tarme, hvilket understregede, hvor meget vi stadig har at lære om mikrobiomets funktioner.
Raes og hans team studerede tarmbakterier fra over 2.000 europæiske deltagere for at undersøge en mulig forbindelse mellem mikrobiomet og mental sundhed. I deres undersøgelse testede teamet genomerne af 532 bakteriestammer for at bestemme, om bakterierne kunne skabe neurotransmittere. Over 90 procent af bakterierne i undersøgelsen demonstrerede evnen til at producere en eller flere af disse kemiske budbringere.
Kroppens længste nerv, vagusnerven, løber fra hjernestammen til den laveste del af tarmen. Nerven menes at være en tovejs motorvej, der sender signaler fra hjernen til tarmen for at regulere fordøjelsen og bringe signaler fra tarmen til hjernen. Den sidstnævnte funktion giver en mulig vej for neurotransmittere produceret af tarmbakterier til at påvirke mental sundhed, siger Raes. Holdet fandt, at både Coprococcus- og Dialister- bakterier var udtømt blandt personer med depression, selv når de kontrollerede for virkningen af antidepressiva. Coprococcus viste sig også at have en biologisk vej, der er forbundet med dopamin, en neurotransmitter, der vides at have indflydelse på mental sundhed.
Det næste trin, siger Lyte, er at udvikle en mere fuldstændig forståelse af, hvordan disse to bakteriestammer fungerer i tarmen. Forskere har undersøgt de genetiske træk ved nogle bakterier som E. Coli, men genomerne og trækene til bakterier som Coprococcus og Dialister er endnu ikke blevet undersøgt nøje. Lyte siger, at forskere bliver nødt til at bruge ”old school” -mikrobiologi ved at dyrke disse bugs i petriskåle for at se, hvordan de fungerer. En bakterie, der opfører sig på en måde på papir, kunne fungere meget forskelligt, når den udsættes for et forskelligt miljø af mikrober, der ligner den menneskelige tarm.
”Du er nødt til at vokse disse bugs op og se, hvad de gør [i forskellige miljøer] for at forstå, hvad de skal gøre, når de er i værten, ” siger Lyte.
Derudover siger Raes, at hans team kun har identificeret bakterier, der kan have indflydelse på mental sundhed på slægteniveau, og at det er vigtigt at identificere de specifikke arter af bakterier, der er fraværende hos mennesker med depression for at teste et muligt forhold mellem tarmen og hjernen. Mens lavere niveauer af Dialister var forbundet med depression, forbandt et nyligt papir højere niveauer af Dialister med gigt. Det kan være, at forekomsten af en arter af Dialister øger risikoen for gigt, mens prævalensen af en anden reducerer risikoen for depression, siger Raes, men at bestemme sådanne specifikationer kræver yderligere undersøgelser.
Evnen til at producere neurotransmittorer kan også være unik for bakterier, der udviklede sig i tarmen, da evnen ikke er fundet i vilde bakterier uden for mikrobiomet. ”Det føles som en evolutionær tilpasning til symbiose af bakterier og [mennesker], ” siger Raes. ”Hvis du begynder at tænke over det, eksploderer dit hoved. Bakterier lever i os og har fundet alle disse måder at kommunikere med os på og potentielt påvirke vores opførsel. ”
Emma Allen-Vercoe, professor i mikrobiologi ved University of Guelph i Ontario, siger, at hun er begejstret for det fremtidige potentiale inden for mikrobiomforskning. Selvom der skulle kræves mange flere undersøgelser, før forskere kunne udføre en behandlingsforsøg, mener Allen-Vercoe, at Coprococcus og Dialister kunne være gode kandidater til at bruge som psykobiotik eller probiotika, der er målrettet mental sundhed. At finde en måde at dyrke disse mikrober på, så de kunne administreres til patienter, ville være "langt fra trivielt", men hun håber, at forskere i sidste ende kan introducere bakterierne i menneskelige tarme og undersøge resultaterne.
”Da jeg læste dette papir var jeg super begejstret, fordi jeg virkelig synes, at dette er en ny grænse inden for medicin, ” siger Allen-Vercoe. ”At tænke uden for kassen med hensyn til at bruge mikrober i tarmen til behandling af sygdomme, der traditionelt ikke har været forbundet med tarmen, er ret spændende, fordi vi tænker på tingene på en helt anden måde. De har virkelig startet noget her. ”
