Effect van antibiotica op enterische neuronen en glia

Het enterische zenuwstelsel (ENS) wordt erkend als het "tweede brein" omdat het de enterische fysiologie kan reguleren zonder input van het centrale zenuwstelsel. Net als het centrale zenuwstelsel, bestaat het uit meerdere neuronenpopulaties waarvan de belangrijkste functies darmmotiliteit, secretie en absorptie zijn. Naast de neuronen bevat het ENS gliacellen waarvan de belangrijkste rol neurobescherming is, maar die ook bijdragen aan normale darmmotiliteit. Verschillende onderzoeken hebben aangetoond dat de microbiota en het ENS een intieme relatie hebben die in de baarmoeder begint en cruciaal is voor de normale ontwikkeling ervan. Neuronen kunnen bacteriën en hun producten herkennen. Verschillende onderzoekers hebben neuronaal verlies aangetoond na darminfecties en behandeling met antibiotica (Ampicilline) in de muscularis-laag, wat resulteert in een vertraagde transittijd in diermodellen. Daarom is communicatie tussen de microbiota en het ENS belangrijk om de normale darmmotiliteit te behouden. Stoornissen van darm-herseninteracties (DGBI's) komen vrij vaak voor, waaronder het prikkelbare darmsyndroom (PDS), gedefinieerd door Rome IV-criteria als buikpijn geassocieerd met een verandering in consistentie en frequentie van stoelgang en het overheersende subtype constipatie (minder dan 3 stoelgang per week) is de meest voorkomende, wat ook de meest voorkomende motiliteitsstoornis is die muismodellen van infectie en antibioticabehandeling vertonen. IBS is in verband gebracht met dysbiose en een recent onderzoek heeft aangetoond dat het gebruik van antibiotica direct voor of na screening colonoscopie het risico op het ontwikkelen van IBS verhoogde. Bovendien is eerder disfunctie van submucosale neuronen bij IBS gemeld, maar of er veranderingen zijn in het aantal neuronen of de kenmerken van neuronen is niet onderzocht. Hoewel er prospectieve studies zijn geweest die de effecten van antibiotica hebben onderzocht bij patiënten die voor Helicobacter Pylori zijn behandeld, zijn er andere onderzoekers geweest die zich hebben gericht op de langetermijneffecten van antibiotica bij gezonde vrijwilligers.

Daarom stellen onderzoekers, vergelijkbaar met diermodellen, voor dat mensen een diepgaand en voorbijgaand verlies / wijziging van neuronen ervaren in de setting van antimicrobieel gebruik-geassocieerde dysbiose die zich manifesteert als DGBI's, met name de obstipatie-subtypes. Dit voorstel gaat in op de vraag of antimicrobieel gebruik leidt tot kwantitatieve en kwalitatieve veranderingen in de populaties van submucosale neuronen en gliacellen bij mensen.

Deze hypothese zal worden getest in een prospectieve studie waarin gezonde deelnemers worden gevraagd om gedurende 7 dagen tweemaal daags het veelgebruikte antibioticum amoxicilline in te nemen en voor en na de behandeling biopten van het colonweefsel zullen worden verkregen. Menselijk weefsel zal worden verwerkt en geanalyseerd om structurele veranderingen te visualiseren, en veranderingen in genexpressie, bacteriën en metabolieten zullen worden bepaald door respectievelijk single nuclei RNA-sequencing, 16S ribosomale bacteriën RNA-sequencing en metabolomics-analyse.