Mikrobiota, rollen av "porten" som skyddar hjärnan från tarminflammation upptäckt

Låt oss prata om mikrobiotan. Depression och ångest följer ofta dem som lider av kroniska tarmsjukdomar, såsom ulcerös kolit och Crohns sjukdom, så mycket att forskarvärlden i flera år har enats om att det finns en koppling mellan tarmen och hjärnan, även om dess funktion har varit odefinierad tills nu

Mikrobiotastudie publicerad i Science

In Science publicerade ett team av Humanitas -forskare som samordnades av professor Maria Rescigno, chef för Laboratory of Mucosal Immunology and Microbiota vid Humanitas och professor i allmän patologi vid Humanitas University, resultaten av en studie som öppnar nya scenarier för att förstå hur en av barriärerna (eller gränssnitten) mellan blodomloppet och hjärnan, choroid plexus.

Studien är också undertecknad av Dr Sara Carloni, mikrobiolog vid Humanitas University, professor Michela Matteoli, professor i farmakologi vid Humanitas University och chef för CNR Institute of Neuroscience, och Dr Simona Lodato, chef för Laboratory of Neurodevelopment vid Humanitas och professor i Histologi och embryologi vid Humanitas University.

"På nivån av choroid plexus har vi dokumenterat mekanismen som blockerar inträdet i hjärnan av inflammatoriska signaler som har sitt ursprung i tarmen och migrerat till andra organ genom blodomloppet.

Detta fenomen är förknippat med en isolering av hjärnan från resten av kroppen, som är ansvarig för beteendeförändringar, inklusive uppkomsten av ångest”, förklarar professor Maria Rescigno.

"Detta betyder att sådana tillstånd i centrala nervsystemet är en del av sjukdomen och inte bara sekundära manifestationer."

Mikrobiota, funktionerna hos choroid plexus för att filtrera inflammation

Choroid plexus är en struktur i hjärnan där vätskan som omger hjärnan och ryggrads- sladd produceras, skyddar de känsliga strukturerna i centrala nervsystemet.

Dessutom är choroid plexus ett medel för tillförsel av näringsämnen och eliminering av avfallsämnen, och spelar en roll i immunförsvaret.

"Vi upptäckte att i den choroid plexus, förutom den kända epitelbarriären, finns det en ytterligare vaskulär barriär, som vi har kallat den choroid plexus vaskulära barriären", förklarar Dr Sara Carloni.

"Under normala förhållanden tillåter denna "port" inträde av molekyler som härrör från blodet och, i händelse av inflammation i avlägsna organ (i detta fall tarmen), omorganiseras barriären och stängs för att blockera inträdet av möjliga giftiga ämnen".

Därav den ytterligare frågan: under friska förhållanden, vad är syftet med denna vaskulära "port" (som förblir öppen i frånvaro av en patologisk stimulans)?

För att besvara denna fråga användes en genetisk experimentell modell för att "stänga" hjärnbarriären utan inflammation i tarmen.

"Genom att göra det har vi visat att stängningen av plexusbarriären i sig verkar ha samband med beteendeförändringar, vilket leder till ökad ångest och underskott i episodiskt minne", avslutar professor Michela Matteoli, professor i farmakologi vid Humanitas universitet och Direktör för CNR Institute of Neuroscience. Det betyder att en fysiologisk och dynamisk kommunikation mellan tarm och hjärna är grundläggande för en korrekt hjärnaktivitet.

Studiet av den vaskulära barriären i plexus choroid

För att förstå beteendet hos den vaskulära barriären i plexus choroid, användes Single Cell Sequencing-metoden, där även en IEO-forskargrupp deltog.

"Detta gjorde det möjligt att identifiera komponenterna i det vaskulära systemet som huvudsakligen är involverade i detta svar, kapillärerna och pericyterna, celler som reglerar permeabiliteten i blodkärlen", säger Dr Simona Lodato, chef för Humanitas Neurodevelopment Laboratory och professor i Histologi och embryologi vid Humanitas University.

"Tack vare den här analysen är det möjligt att känna till det dynamiska beteendet för varje cell i plexus choroid plexus i ögonblicket för stängning av barriären".

En blick på framtiden: utsikterna för behandling av inflammatoriska sjukdomar

– Vi har beskrivit mekanismen som reglerar interaktionen mellan hjärnan och resten av kroppen i relation till tarminflammation, förklarar professor Maria Rescigno.

”Det finns fortfarande många öppna frågor.

Till exempel, vid vilka andra sjukdomar är denna stängning aktiverad? Patienter med neurodegenerativa sjukdomar har också en permeabel tarm, genom vilken fler molekyler passerar in i blodomloppet.

Vi vet nu att denna migration korrelerar med en stängning av hjärnbarriären och därmed med depression och ångest.

Hur kan vi åter öppna "porten" till plexus för att bekämpa dessa förändrade tillstånd?

Och återigen, hur kan vi modulera barriären för att nå hjärnan och tillåta droger att passera igenom?"

"Vi arbetar redan med att förstå vilka molekyler som kan vara inblandade i beteendeavvikelser för att modulera barriärreaktionen; vilka celler och komponenter som är användbara för vår hälsa fastnar utanför hjärnan när plexus stänger sig, säger doktor Sara Carloni.

"Detta är ytterligare bevis på att inte bara överdriven utan också otillräcklig immunaktivitet är skadlig för nervsystemets funktion. Det kommer nu att bli viktigt att definiera mekanismerna för detta, förklarar professor Michela Matteoli.

"Vi studerar mikroglia, immuncellerna i hjärnan.

Vi vet att deras aktivitet kan påverkas av signaler från det perifera immunsystemet, och många studier, inklusive i vårt laboratorium, har bekräftat att mikroglia har en viktig inverkan på synapsfunktionen.

Synapsen är platsen för kontakt mellan neuroner och är sätet för alla processer som ligger bakom hjärnans funktion, inklusive inlärning och minne. Det representerar därför det mest lovande målet att analyseras i framtida studier."

"I samband med utvecklingsneurobiologi måste vi förstå när och hur denna interaktion mellan hjärnan och mag-tarmsystemet som upptäckts i nivån av choroid plexus skapas.

Sammansättningen av cerebrospinalvätskan (CSF), som tydligt påverkas av aktiviteten hos denna barriär, är dynamisk i utvecklingen och grundläggande i bildandet av neuronala kretsar.

Om vi ​​tänker på dysbios, dvs förändringar i barns mikrobiota, eller barnfetma, inser vi att detta är situationer där kopplingen mellan hjärna och tarm kan förändras av ett starkt inflammatoriskt tillstånd med effekter på vaskulär plexusbarriär och viktiga konsekvenser på den utvecklande hjärnan, avslutar Dr Simona Lodato.

Mikrobiota, rollen som "porten" som skyddar hjärnan från tarminflammation som upptäckts: videon

Läs också:

En babys tarmbakterier kan förutsäga framtida fetma

Sant'Orsola i Bologna (Italien) öppnar en ny medicinsk gräns med mikrobiotatransplantation

källa:

Humanitas

Du kanske också gillar