Wirkung von Antibiotika auf enterische Neuronen und Glia

Das enterische Nervensystem (ENS) gilt als das „zweite Gehirn“, da es die enterische Physiologie ohne Eingaben des Zentralnervensystems regulieren kann. Ähnlich wie das zentrale Nervensystem besteht es aus mehreren Neuronenpopulationen, deren Hauptfunktionen Darmmotilität, Sekretion und Absorption sind. Zusätzlich zu den Neuronen enthält das ENS Gliazellen, deren Hauptaufgabe die Neuroprotektion ist, aber auch zur normalen Darmmotilität beiträgt. Mehrere Studien haben gezeigt, dass die Mikrobiota und die ENS eine enge Beziehung haben, die im Uterus beginnt und für ihre normale Entwicklung von entscheidender Bedeutung ist. Neuronen können Bakterien und ihre Produkte erkennen. Mehrere Forscher haben einen neuronalen Verlust nach enterischen Infektionen und einer Behandlung mit Antibiotika (Ampicillin) in der Muscularis-Schicht gezeigt, was zu einer verzögerten Transitzeit in Tiermodellen führt. Daher ist die Kommunikation zwischen der Mikrobiota und dem ENS wichtig, um die normale Darmmotilität aufrechtzuerhalten. Störungen der Darm-Hirn-Interaktionen (DGBIs) sind recht häufig, darunter das Reizdarmsyndrom (IBS), definiert durch die Rom-IV-Kriterien als Bauchschmerzen, die mit einer Veränderung der Konsistenz und Häufigkeit des Stuhlgangs einhergehen, und der vorherrschende Subtyp Verstopfung (weniger als 3 Stuhlgang pro Woche) ist am weitesten verbreitet, was auch die häufigste Motilitätsstörung ist, die Mausmodelle für Infektionen und Antibiotikabehandlungen aufweisen. IBS wurde mit Dysbiose in Verbindung gebracht, und eine kürzlich durchgeführte Studie zeigte, dass die Anwendung von Antibiotika unmittelbar vor oder nach der Screening-Koloskopie das Risiko für die Entwicklung von IBS erhöht. Darüber hinaus wurde zuvor über eine Dysfunktion von submukösen Neuronen bei IBS berichtet, aber ob es Veränderungen in der Neuronenzahl oder den Neuroneneigenschaften gibt, wurde nicht untersucht. Während es prospektive Studien gegeben hat, die die Wirkungen von Antibiotika bei Patienten untersucht haben, die gegen Helicobacter Pylori behandelt wurden, gab es andere Forscher, die sich auf die Langzeitwirkungen von Antibiotika bei gesunden Probanden konzentrierten.

Daher schlagen Forscher, ähnlich wie bei Tiermodellen, vor, dass Menschen einen tiefgreifenden und vorübergehenden Verlust/Veränderung von Neuronen im Zusammenhang mit der antimikrobiellen Verwendung von Dysbiose erleiden, die sich als DGBIs manifestieren, insbesondere die Verstopfung-Subtypen. Dieser Vorschlag befasst sich mit der Frage, ob die Verwendung antimikrobieller Mittel zu quantitativen und qualitativen Veränderungen in den Populationen submuköser Neuronen und Gliazellen bei Menschen führt.

Diese Hypothese wird in einer prospektiven Studie getestet, in der gesunde Teilnehmer gebeten werden, das häufig verwendete Antibiotikum Amoxicillin zweimal täglich für 7 Tage einzunehmen, und Darmgewebebiopsien vor und nach der Behandlung entnommen werden. Menschliches Gewebe wird verarbeitet und analysiert, um strukturelle Veränderungen sichtbar zu machen, und Veränderungen in der Genexpression, Bakterien und Metaboliten werden durch Einzelkern-RNA-Sequenzierung, 16S-RNA-Sequenzierung von ribosomalen Bakterien bzw. Metabolomikanalyse bestimmt.