Mikrobiota, die Rolle des „Tors“, der das Gehirn vor Darmentzündungen schützt, entdeckt

Reden wir über die Mikrobiota. Depressionen und Angstzustände begleiten oft diejenigen, die an chronischen Darmerkrankungen wie Colitis ulcerosa und Morbus Crohn leiden, so sehr, dass sich die wissenschaftliche Gemeinschaft seit Jahren einig ist, dass es einen Zusammenhang zwischen Darm und Gehirn gibt, obwohl seine Funktion nicht definiert ist bis jetzt

Mikrobiota-Studie in Science veröffentlicht

In Science veröffentlichte ein Team von Humanitas-Forschern, koordiniert von Professor Maria Rescigno, Leiterin des Labors für Mucosal Immunology and Microbiota bei Humanitas und Professor für Allgemeine Pathologie an der Humanitas University, die Ergebnisse einer Studie, die neue Szenarien für das Verständnis der Funktionsweise von eine der Barrieren (oder Schnittstellen) zwischen dem Blutkreislauf und dem Gehirn, dem Plexus choroideus.

Die Studie wurde auch von Dr. Sara Carloni, Mikrobiologin an der Humanitas University, Professorin Michela Matteoli, Professorin für Pharmakologie an der Humanitas University und Direktorin des CNR Institute of Neuroscience, und Dr. Simona Lodato, Leiterin des Labors für Neuroentwicklung bei Humanitas und Professorin für Histologie und Embryologie an der Humanitas University.

„Auf der Ebene des Plexus choroideus haben wir den Mechanismus dokumentiert, der den Eintritt von Entzündungssignalen, die aus dem Darm stammen und über die Blutbahn in andere Organe wandern, in das Gehirn blockiert.

Dieses Phänomen wird mit einer Isolierung des Gehirns vom Rest des Körpers in Verbindung gebracht, die für Verhaltensänderungen einschließlich des Auftretens von Angstzuständen verantwortlich ist“, erklärt Professorin Maria Rescigno.

„Das bedeutet, dass solche Erkrankungen des zentralen Nervensystems Teil der Krankheit sind und nicht nur sekundäre Manifestationen.“

Mikrobiota, die Funktionen des Plexus choroideus bei der Filterung von Entzündungen

Der Plexus choroideus ist eine Struktur im Gehirn, in der die Flüssigkeit produziert wird, die das Gehirn und das Rückenmark umgibt und die empfindlichen Strukturen des zentralen Nervensystems schützt.

Darüber hinaus ist der Plexus choroideus ein Vehikel für die Aufnahme von Nährstoffen und die Ausscheidung von Abfallstoffen und spielt eine Rolle bei der Immunabwehr.

„Wir haben entdeckt, dass es innerhalb des Plexus choroideus neben der bekannten Epithelbarriere eine zusätzliche Gefäßbarriere gibt, die wir als Plexus choroideus-Gefäßbarriere bezeichnet haben“, erklärt Dr. Sara Carloni.

„Unter normalen Bedingungen ermöglicht dieses ‚Tor‘ den Eintritt von Molekülen, die aus dem Blut stammen, und bei Entzündungen in entfernten Organen (in diesem Fall dem Darm) reorganisiert und schließt sich die Barriere, um den Eintritt möglicher toxischer Substanzen zu blockieren.“

Daher die weitere Frage: Wozu dient dieses vaskuläre „Tor“ (das ohne pathologischen Reiz offen bleibt) unter gesunden Bedingungen?

Um diese Frage zu beantworten, wurde ein genetisches Versuchsmodell verwendet, um die Gehirnbarriere ohne Entzündung des Darms zu „schließen“.

„Dabei haben wir gezeigt, dass die Schließung der Plexusbarriere selbst mit Verhaltensänderungen korreliert zu sein scheint, was zu erhöhter Angst und einem Defizit im episodischen Gedächtnis führt“, schlussfolgert Professor Michela Matteoli, Professorin für Pharmakologie an der Humanitas University und Direktor des CNR-Instituts für Neurowissenschaften. Dies bedeutet, dass eine physiologische und dynamische Kommunikation zwischen Darm und Gehirn grundlegend für eine korrekte Gehirnaktivität ist.

Die Untersuchung der Gefäßbarriere des Plexus choroideus

Um das Verhalten der Gefäßbarriere des Plexus choroideus zu verstehen, wurde die Single Cell Sequencing Methode verwendet, an der auch eine IEO-Forschungsgruppe beteiligt war.

„Dadurch konnten die an dieser Reaktion hauptsächlich beteiligten Komponenten des Gefäßsystems identifiziert werden, die Kapillaren und Perizyten, Zellen, die die Durchlässigkeit von Blutgefäßen regulieren“, sagt Dr. Simona Lodato, Leiterin des Humanitas Neurodevelopment Laboratory und Professorin für Histologie und Embryologie an der Humanitas University.

„Dank dieser Analyse ist es möglich, das dynamische Verhalten jeder Zelle im Plexus choroideus zum Zeitpunkt des Verschlusses der Barriere zu kennen.“

Ein Blick in die Zukunft: Perspektiven für die Behandlung entzündlicher Erkrankungen

„Wir haben den Mechanismus beschrieben, der die Interaktion zwischen dem Gehirn und dem Rest des Körpers in Bezug auf Darmentzündungen reguliert“, erklärt Professorin Maria Rescigno.

„Es gibt noch viele offene Fragen.

Bei welchen anderen Krankheiten wird dieser Verschluss zum Beispiel aktiviert? Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen haben auch einen durchlässigen Darm, durch den mehr Moleküle in den Blutkreislauf gelangen.

Heute wissen wir, dass diese Migration mit einer Schließung der Hirnschranke und damit mit Depressionen und Angstzuständen korreliert.

Wie können wir „das Tor“ des Plexus wieder öffnen, um diese veränderten Zustände zu bekämpfen?

Und noch einmal, wie können wir die Barriere modulieren, um das Gehirn zu erreichen und Medikamente passieren zu lassen?“

„Wir arbeiten bereits daran, zu verstehen, welche Moleküle an Verhaltensauffälligkeiten beteiligt sein könnten, um die Barrierereaktion zu modulieren; welche Zellen und Komponenten, die für unsere Gesundheit nützlich sind, außerhalb des Gehirns gefangen werden, wenn sich der Plexus schließt“, erklärt Dr. Sara Carloni.

„Dies ist ein weiterer Beweis dafür, dass nicht nur eine übermäßige, sondern auch eine unzureichende Immunaktivität der Funktion des Nervensystems abträglich ist. Jetzt gilt es, die Mechanismen zu definieren, über die dies geschieht“, erklärt Professorin Michela Matteoli.

„Wir untersuchen Mikroglia, die Immunzellen im Gehirn.

Wir wissen, dass ihre Aktivität durch Signale des peripheren Immunsystems beeinflusst werden kann und viele Studien, auch in unserem Labor, haben bestätigt, dass Mikroglia einen wichtigen Einfluss auf die Synapsenfunktion haben.

Die Synapse ist die Kontaktstelle zwischen Neuronen und der Sitz aller Prozesse, die der Gehirnfunktion zugrunde liegen, einschließlich Lernen und Gedächtnis. Es stellt daher das vielversprechendste Target dar, das in zukünftigen Studien analysiert werden sollte.“

„Im Kontext der Entwicklungsneurobiologie müssen wir verstehen, wann und wie diese auf der Ebene des Plexus choroideus entdeckte Interaktion zwischen Gehirn und Magen-Darm-System entsteht.

Die Zusammensetzung des Liquor cerebrospinalis, die deutlich von der Aktivität dieser Barriere beeinflusst wird, ist dynamisch in der Entwicklung und grundlegend für die Bildung neuronaler Schaltkreise.

Denken wir an Dysbiose, also Veränderungen in der Mikrobiota von Kindern, oder Fettleibigkeit im Kindesalter, stellen wir fest, dass dies Situationen sind, in denen die Verbindung zwischen Gehirn und Darm durch einen starken Entzündungszustand mit Auswirkungen auf die Gefäßplexus-Schranke und wichtigen Konsequenzen verändert werden könnte auf das sich entwickelnde Gehirn“, schließt Dr. Simona Lodato.

Mikrobiota, die Rolle des „Tors“, das das Gehirn vor Darmentzündungen schützt, entdeckt: das Video

Lesen Sie auch:

Die Darmbakterien eines Babys können zukünftige Fettleibigkeit vorhersagen

Sant'Orsola in Bologna (Italien) eröffnet eine neue medizinische Grenze mit Mikrobiota-Transplantation

Quelle:

Humanitas

Mehr interessante Produkte: