Det menneskelige mikrobiomet - en samling av bakterier, archaea, sopp og virus som kommer i tarmen og tarmen - har vært knyttet til en lang rekke helsemessige forhold, inkludert fordøyelseshelse og forebygging av autoimmune sykdommer. Noe forskning har til og med identifisert en mulig forbindelse mellom tarms helse og hjernefunksjon. Basert på dette arbeidet, avslører en studie publisert i går i Nature Microbiology at klinisk depresjon kan bli påvirket av mengden av visse bakterier i tarmen.
Forskningsteamet, ledet av mikrobiologen Jeroen Raes fra det katolske universitetet i Leuven i Belgia, fant at nesten alle tarmbakterier er i stand til å produsere nevrotransmittere, som er kjemikalier som dopamin og serotonin som muliggjør kommunikasjon mellom nevroner. Hvis disse "kjemiske budbringere" blir sendt til reseptorer i hjernen, kan de påvirke humør og atferd. Forskerne identifiserte også to bakteriestammer som mangler tarmen til mennesker som har fått diagnosen depresjon.
Studien legger til bevis for at en assosiasjon mellom tarms helse og hjerne eksisterer. Det avgjør imidlertid ikke om dårlig mental helse forårsaker uttømming av bakteriene, eller om de manglende bakteriene forsterker symptomer assosiert med humørsykdommer. Mer forskning er nødvendig for å konkludere med at tarmbakterier påvirker mental helse, sier Mark Lyte, professor i mikrobiologi ved Iowa State University som ikke var involvert i studien.
"Studiene begynner bare virkelig, " sier Lyte. "Vi forstår ikke helt hva alle genene i alle bakteriene gjør, så gjør ikke konklusjonen at vi forstår alt om mikrobiota når det gjelder deres genetiske kapasitet til å lage [nevrotransmittere]. Vi forstår bare en brøkdel av det. " Forskere identifiserte nylig mer enn 100 nye arter av bakterier i den menneskelige tarmen, og understreker hvor mye vi fremdeles har å lære om funksjonene til mikrobiomet.
Raes og teamet hans studerte tarmbakteriene til over 2000 europeiske deltakere for å undersøke en mulig kobling mellom mikrobiomet og mental helse. I studien deres testet teamet genomene til 532 bakteriestammer for å bestemme om bakteriene kunne skape nevrotransmittere. Over 90 prosent av bakteriene i studien demonstrerte evnen til å produsere en eller flere av disse kjemiske messengerne.
Kroppens lengste nerv, vagusnerven, løper fra hjernestammen til den laveste delen av tarmen. Nerven antas å være en toveis motorvei, som sender signaler fra hjernen til tarmen for å regulere fordøyelsen og bringe signaler fra tarmen til hjernen. Den siste funksjonen gir en mulig vei for nevrotransmittere produsert av tarmbakterier for å påvirke mental helse, sier Raes. Teamet fant ut at både Coprococcus- og Dialister- bakterier var uttømt blant individer med depresjon, selv når de kontrollerte for effekten av antidepressiva. Coprococcus ble også funnet å ha en biologisk vei forbundet med dopamin, en nevrotransmitter kjent for å påvirke mental helse.
Neste trinn, sier Lyte, er å utvikle en mer fullstendig forståelse av hvordan disse to bakteriestammene fungerer i tarmen. Forskere har studert genetiske trekk for noen bakterier i utstrakt grad, som E. Coli, men genene og trekkene til bakterier som Coprococcus og Dialister har ennå ikke blitt undersøkt nøye. Lyte sier at forskere vil trenge å bruke "old-school" -mikrobiologi for å dyrke disse feilene i petriskåler for å se hvordan de fungerer. En bakterie som oppfører seg på en måte på papir, kan fungere veldig annerledes når den utsettes for et mangfoldig miljø av mikrober som ligner den menneskelige tarmen.
"Du må vokse opp disse feilene og se hva de gjør [i forskjellige miljøer] for å forstå hva de kommer til å gjøre når de er i verten, " sier Lyte.
I tillegg sier Raes at teamet hans bare har identifisert bakterier som kan påvirke mental helse på slektnivå, og at det er avgjørende å identifisere den spesifikke arten av bakterier som er fraværende hos personer med depresjon for å teste et mulig forhold mellom tarmen og hjernen. Mens lavere nivåer av Dialister var assosiert med depresjon, koblet et fersk papir høyere nivåer av Dialister med leddgikt. Det kan være at utbredelsen av en art av Dialister øker risikoen for leddgikt, mens prevalensen av en annen reduserer risikoen for depresjon, sier Raes, men å bestemme slike spesifikasjoner vil kreve ytterligere studier.
Evnen til å produsere nevrotransmittere kan også være unik for bakterier som utviklet seg i tarmen, ettersom muligheten ikke er funnet hos ville bakterier utenfor mikrobiomet. "Det føles som en evolusjonær tilpasning til symbiose av bakterier og [mennesker], " sier Raes. “Hvis du begynner å tenke på det, eksploderer hodet. Bakterier lever i oss og har funnet alle disse måtene å kommunisere med oss og potensielt påvirke vår atferd. ”
Emma Allen-Vercoe, professor i mikrobiologi ved University of Guelph i Ontario, sier hun er spent på fremtidens potensiale innen mikrobiomforskning. Selv om mange flere studier ville være nødvendige før forskere kunne utføre en behandlingsforsøk, mener Allen-Vercoe at Coprococcus og Dialister kan være gode kandidater til å bruke som psykobiotika, eller probiotika som retter seg mot mental helse. Å finne en måte å dyrke disse mikrober på, slik at de kan administreres til pasienter, ville være "langt fra trivielt", men hun håper forskere etter hvert kan introdusere bakteriene i menneskets tarmer og undersøke resultatene.
"Da jeg leste denne artikkelen, var jeg veldig spent, fordi jeg virkelig tror dette er en ny grense i medisin, " sier Allen-Vercoe. Å tenke utenfor boksen når det gjelder bruk av mikrober i tarmen for å behandle sykdommer som tradisjonelt ikke har blitt assosiert med tarmen er ganske spennende, fordi vi tenker på ting på en helt annen måte. De har virkelig startet noe her. ”
