Effekt af antibiotika på enteriske neuroner og glia

Det enteriske nervesystem (ENS) er blevet anerkendt som "den anden hjerne", da det kan regulere enterisk fysiologi uden input fra centralnervesystemet. I lighed med centralnervesystemet er det sammensat af flere neuronpopulationer, hvis hovedfunktioner er tarmmotilitet, sekretion og absorption. Udover neuronerne indeholder ENS gliaceller, hvis hovedrolle er neurobeskyttelse, men som også bidrager til normal tarmmotilitet. Adskillige undersøgelser har vist, at mikrobiotaen og ENS har et intimt forhold, der begynder i utero, og det er afgørende for dets normale udvikling. Neuroner kan genkende bakterier og deres produkter. Adskillige efterforskere har vist neuronalt tab efter enteriske infektioner og antibiotikabehandling (Ampicillin) i muscularis-laget, hvilket resulterer i forsinket transittid i dyremodeller. Derfor er kommunikation mellem mikrobiotaen og ENS vigtig for at opretholde normal tarmmotilitet. Forstyrrelser af tarm-hjerne-interaktioner (DGBI'er) er ret almindelige, blandt disse er irritabel tyktarm (IBS) defineret af Rom IV-kriterier som mavesmerter forbundet med en ændring i konsistens og hyppighed af afføring og den dominerende undertype for forstoppelse (mindre end 3). afføring pr. uge) er den mest udbredte, hvilket også er den mest almindelige motilitetsforstyrrelse, som musemodeller for infektion og antibiotikabehandling udviser. IBS er blevet forbundet med dysbiose, og en nylig undersøgelse viste, at brug af antibiotika umiddelbart før eller efter screening koloskopi øgede risikoen for at udvikle IBS. Derudover er dysfunktion af submucosale neuroner i IBS tidligere blevet rapporteret, men hvorvidt der er ændringer i neuronantal eller neuronkarakteristika er ikke blevet undersøgt. Mens der har været prospektive undersøgelser, der har undersøgt virkningerne af antibiotika hos patienter behandlet for Helicobacter Pylori, har der været andre efterforskere, der har fokuseret på langtidsvirkningerne af antibiotika hos raske frivillige.

Derfor, i lighed med dyremodeller, foreslår efterforskere, at mennesker oplever et dybtgående og forbigående tab/ændring af neuroner i forbindelse med antimikrobiel brug associeret dysbiose, der manifesterer sig som DGBI'er, især forstoppelsesundertyperne. Dette forslag vil tage fat på, hvorvidt brug af antimikrobielle stoffer fører til kvantitative og kvalitative ændringer i populationerne af submucosale neuroner og gliaceller hos mennesker.

Denne hypotese vil blive testet i et prospektivt studie, hvor raske deltagere vil blive bedt om at tage det almindeligt anvendte antibiotikum amoxicillin to gange dagligt i 7 dage, og tyktarmsvævsbiopsier vil blive taget før og efter behandlingen. Humant væv vil blive behandlet og analyseret for at visualisere strukturelle ændringer, og ændringer i genekspression, bakterier, metabolitter vil blive bestemt gennem henholdsvis enkeltkerne RNA-sekventering, 16S ribosomale bakteriers RNA-sekvensering og metabolomiske analyser.