Effetto degli antibiotici sui neuroni enterici e sulla glia

Il sistema nervoso enterico (ENS) è stato riconosciuto come il "secondo cervello" in quanto può regolare la fisiologia enterica senza input del sistema nervoso centrale. Simile al sistema nervoso centrale, è composto da più popolazioni di neuroni le cui funzioni principali sono la motilità intestinale, la secrezione e l'assorbimento. Oltre ai neuroni, l'ENS contiene cellule gliali il cui ruolo principale è la neuroprotezione ma che contribuiscono anche alla normale motilità intestinale. Diversi studi hanno dimostrato che il microbiota e l'ENS hanno un'intima relazione che inizia nell'utero ed è fondamentale per il suo normale sviluppo. I neuroni possono riconoscere i batteri e i loro prodotti. Diversi ricercatori hanno mostrato una perdita neuronale dopo infezioni enteriche e trattamento antibiotico (ampicillina) nello strato muscolare, che si traduce in un tempo di transito ritardato nei modelli animali. Pertanto, la comunicazione tra il microbiota e l'ENS è importante per mantenere la normale motilità intestinale. I disturbi delle interazioni intestino-cervello (DGBI) sono abbastanza comuni, tra questi la sindrome dell'intestino irritabile (IBS) definita dai criteri di Roma IV come dolore addominale associato a un cambiamento nella consistenza e nella frequenza dei movimenti intestinali e il sottotipo predominante di stitichezza (meno di 3 movimenti intestinali a settimana) è il più diffuso, che è anche il disturbo della motilità più comune che presentano modelli murini di infezione e trattamento antibiotico. L'IBS è stata associata alla disbiosi e uno studio recente ha dimostrato che l'uso di antibiotici immediatamente prima o dopo la colonscopia di screening aumenta il rischio di sviluppare l'IBS. Inoltre, è stata precedentemente segnalata la disfunzione dei neuroni sottomucosi nell'IBS, ma non è stato esplorato se vi siano cambiamenti nel numero di neuroni o nelle caratteristiche dei neuroni. Mentre ci sono stati studi prospettici che hanno esplorato gli effetti degli antibiotici nei pazienti trattati per Helicobacter Pylori, ci sono stati altri ricercatori che si sono concentrati sugli effetti a lungo termine degli antibiotici nei volontari sani.

Pertanto, analogamente ai modelli animali, i ricercatori propongono che gli esseri umani sperimentino una profonda e transitoria perdita/alterazione dei neuroni nel contesto della disbiosi associata all'uso di antimicrobici che si manifesta come DGBI, in particolare i sottotipi di costipazione. Questa proposta esaminerà se l'uso di antimicrobici porta a cambiamenti quantitativi e qualitativi nelle popolazioni di neuroni sottomucosi e cellule gliali nei soggetti umani.

Questa ipotesi sarà testata in uno studio prospettico in cui ai partecipanti sani verrà chiesto di assumere l'antibiotico comunemente usato amoxicillina due volte al giorno per 7 giorni e verranno ottenute biopsie del tessuto del colon prima e dopo il trattamento. Il tessuto umano sarà elaborato e analizzato per visualizzare i cambiamenti strutturali e i cambiamenti nell'espressione genica, nei batteri, nei metaboliti saranno determinati rispettivamente attraverso il sequenziamento dell'RNA dei singoli nuclei, il sequenziamento dell'RNA dei batteri ribosomiali 16S e l'analisi metabolomica.