Mikrobiota, rollen til "porten" som beskytter hjernen mot tarmbetennelse oppdaget

La oss snakke om mikrobiotaen. Depresjon og angst følger ofte med de som lider av kroniske tarmsykdommer, som ulcerøs kolitt og Crohns sykdom, så mye at det vitenskapelige miljøet i årevis har vært enige om at det er en sammenheng mellom tarmen og hjernen, selv om funksjonen har vært udefinert. inntil nå

Mikrobiota-studie publisert i Science

I Science publiserte et team av Humanitas-forskere koordinert av professor Maria Rescigno, leder for Laboratory of Mucosal Immunology and Microbiota ved Humanitas og professor i generell patologi ved Humanitas University, resultatene av en studie som åpner opp for nye scenarier for å forstå funksjonen til en av barrierene (eller grensesnittene) mellom blodstrømmen og hjernen, choroid plexus.

Studien er også signert av Dr Sara Carloni, mikrobiolog ved Humanitas University, professor Michela Matteoli, professor i farmakologi ved Humanitas University og direktør for CNR Institute of Neuroscience, og Dr Simona Lodato, leder for Laboratory of Neurodevelopment ved Humanitas og professor i Histologi og embryologi ved Humanitas University.

"På nivået av choroid plexus har vi dokumentert mekanismen som blokkerer inngangen til hjernen av inflammatoriske signaler som har sin opprinnelse i tarmen og migrert til andre organer gjennom blodet.

Dette fenomenet er assosiert med en isolasjon av hjernen fra resten av kroppen, som er ansvarlig for atferdsendringer, inkludert utbruddet av angst, forklarer professor Maria Rescigno.

"Dette betyr at slike tilstander i sentralnervesystemet er en del av sykdommen og ikke bare sekundære manifestasjoner."

Mikrobiota, funksjonene til choroid plexus i å filtrere betennelse

Choroid plexus er en struktur i hjernen hvor væsken som omgir hjernen og spinal ledningen produseres, og beskytter de delikate strukturene i sentralnervesystemet.

I tillegg er choroid plexus et kjøretøy for innføring av næringsstoffer og eliminering av avfallsstoffer, og spiller en rolle i immunforsvaret.

"Vi oppdaget at innenfor choroid plexus, i tillegg til den kjente epitelbarrieren, er det en ekstra vaskulær barriere, som vi har kalt choroid plexus vaskulær barriere," forklarer Dr Sara Carloni.

"Under normale forhold tillater denne 'porten' inntreden av molekyler avledet fra blodet, og i tilfelle betennelse i fjerne organer (i dette tilfellet tarmen), reorganiseres barrieren og lukkes for å blokkere inntreden av mulige giftige stoffer."

Derav det videre spørsmålet: under sunne forhold, hva er formålet med denne vaskulære 'porten' (som forblir åpen i fravær av en patologisk stimulus)?

For å svare på dette spørsmålet ble en genetisk eksperimentell modell brukt for å "lukke" hjernebarrieren uten betennelse i tarmen.

"Ved å gjøre dette har vi vist at lukkingen av plexusbarrieren i seg selv ser ut til å være korrelert med endringer i atferd, noe som fører til økt angst og et underskudd i episodisk hukommelse," konkluderer professor Michela Matteoli, professor i farmakologi ved Humanitas University og Direktør for CNR Institute of Neuroscience. Dette betyr at en fysiologisk og dynamisk kommunikasjon mellom tarm og hjerne er grunnleggende for en korrekt hjerneaktivitet.

Studiet av den vaskulære barrieren til choroid plexus

For å forstå oppførselen til den vaskulære barrieren til choroid plexus, ble Single Cell Sequencing -metoden brukt, der en IEO -forskergruppe også deltok.

"Dette gjorde det mulig å identifisere komponentene i det vaskulære systemet som hovedsakelig er involvert i denne responsen, kapillærene og pericyttene, celler som regulerer permeabiliteten til blodkar," sier Dr Simona Lodato, leder for Humanitas Neurodevelopment Laboratory og professor i Histologi og embryologi ved Humanitas University.

"Takket være denne analysen er det mulig å kjenne den dynamiske oppførselen til hver celle i choroid plexus i øyeblikket av barrierelukking."

Et blikk på fremtiden: utsikter for behandling av inflammatoriske sykdommer

– Vi har beskrevet mekanismen som regulerer samspillet mellom hjernen og resten av kroppen i forhold til tarmbetennelse, forklarer professor Maria Rescigno.

– Det er fortsatt mange åpne spørsmål.

For eksempel, i hvilke andre sykdommer er denne lukkingen aktivert? Pasienter med nevrodegenerative sykdommer har også en permeabel tarm, gjennom hvilken flere molekyler passerer inn i blodet.

Vi vet nå at denne migrasjonen korrelerer med en stenging av hjernebarrieren og dermed med depresjon og angst.

Hvordan kan vi gjenåpne 'porten' til plexus for å bekjempe disse endrede tilstandene?

Og igjen, hvordan kan vi modulere barrieren for å nå hjernen og la narkotika passere?»

"Vi jobber allerede med å forstå hvilke molekyler som kan være involvert i atferdsavvik for å modulere barrierereaksjonen; hvilke celler og komponenter som er nyttige for helsen vår, blir fanget utenfor hjernen når plexus lukkes, sier Dr. Sara Carloni.

“Dette er ytterligere bevis på at ikke bare overdreven, men også utilstrekkelig immunaktivitet er skadelig for nervesystemets funksjon. Det vil nå være viktig å definere mekanismene som dette skjer med, forklarer professor Michela Matteoli.

"Vi studerer mikroglia, immuncellene i hjernen.

Vi vet at deres aktivitet kan påvirkes av signaler fra det perifere immunsystemet, og mange studier, inkludert i vårt laboratorium, har bekreftet at mikroglia har en viktig innflytelse på synapsefunksjonen.

Synapsen er kontaktstedet mellom nevroner og er sete for alle prosessene som ligger til grunn for hjernens funksjon, inkludert læring og hukommelse. Det representerer derfor det mest lovende målet som skal analyseres i fremtidige studier."

"I sammenheng med utviklingsnevrobiologi, må vi forstå når og hvordan denne interaksjonen mellom hjernen og mage-tarmsystemet oppdaget på nivået av choroid plexus skapes.

Sammensetningen av cerebrospinalvæsken (CSF), som tydelig påvirkes av aktiviteten til denne barrieren, er dynamisk i utvikling og grunnleggende i dannelsen av nevronale kretsløp.

Hvis vi tenker på dysbiose, dvs. endringer i mikrobiota hos barn eller fedme i barndommen, innser vi at dette er situasjoner der koblingen mellom hjerne og tarm kan endres av en sterk inflammatorisk tilstand med effekter på vaskulær plexusbarriere og viktige konsekvenser på den utviklende hjernen, avslutter Dr Simona Lodato.

Mikrobiota, rollen til "porten" som beskytter hjernen mot tarmbetennelse oppdaget: videoen

Les også:

En babys tarmbakterier kan forutsi fremtidig fedme

Sant'Orsola i Bologna (Italia) åpner en ny medisinsk grense med mikrobiottransplantasjon

kilde:

Humanitas

Du vil kanskje også like