Screening van nieuwe markers van darmmicrobiota bij beroerte en depressie: een cross-sectioneel onderzoek

Door veranderingen in het milieu, de vergrijzing van de bevolking en het versnelde tempo van het sociale leven zijn cerebrovasculaire ziekten en geestesziekten geleidelijk een grote ziektelast geworden in China. Beroerte is wereldwijd de tweede belangrijkste doodsoorzaak, evenals de belangrijkste doodsoorzaak en invaliditeit in China. De afgelopen jaren zijn de prevalentie en incidentie van een beroerte in ons land aanzienlijk toegenomen. Global Burden of Disease 2017 rapporteerde een incidentie van een beroerte van 258 (95% BI, 234-284) per 100.000 persoonsjaren en een sterftecijfer van 88 (95% BI, 80-94) per 100.000 persoonsjaren. Depressie is een van de meest voorkomende psychiatrische stoornissen, met een prevalentie van 15-18% tijdens het hele leven, een recidiefpercentage van ongeveer 80% en een ziekte-uitkomst die verergert naarmate de leeftijd toeneemt. Uit metingen van de Wereldgezondheidsorganisatie blijkt dat de ziektelast van depressie 10% uitmaakt van de totale last van alle soorten ziekten en handicaps. De pathogenese ervan is nog steeds onbekend, de behandelingsopties zijn beperkt en de meeste patiënten lijden levenslang aan terugkerende of langdurige ziekte. De etiologie en pathofysiologische mechanismen van beroerte en depressie blijven onbekend, en objectieve en betrouwbare biologische diagnostische markers ontbreken.

Omdat onderzoeksstrategieën die zich richten op het centrale zenuwstelsel op moeilijkheden zijn gestuit, is het veld naar de periferie gaan kijken voor nieuwe aanwijzingen. Met de vooruitgang van multi-omics-onderzoeken waarbij genoom, transcriptoom, epigenoom, proteoom en metabolomics worden geïntegreerd, zijn er belangrijke rollen van de darmmicrobiota ontdekt die de functie en structuur van het zenuwstelsel beïnvloeden door metabolieten, het immuunsysteem en neurotransmitters te reguleren, enz. Benakis et al. ontdekte dat van de darm afkomstige IL17+γδ T-cellen naar de hersenvliezen migreren en letsel na een beroerte bevorderen. Het opruimen van de darmmicrobiota induceerde veranderingen in de dendritische celactiviteit, verhoogde Treg-cellen en verminderde IL17+γδ T-cellen, wat op zijn beurt beroerte-letsel verlichtte. Daarom zijn T-lymfocyten die afhankelijk zijn van de darmimmuniteit sterk geassocieerd met de ernst van een beroerte. Eerdere studies hebben aangetoond dat IL-17, geproduceerd door γδ T-cellen in de hersenvliezen, een belangrijke factor is bij het induceren van angstig gedrag en dat IFN-γ belangrijk is bij het behouden van sociale bereidheid, terwijl pro-inflammatoire factoren zoals IL-1β, IL-6 en TNF-a geproduceerd door ontstekingsreacties is sterk gecorreleerd met depressie, zodat T-celimmuniteit in verband kan worden gebracht met depressie. Beroerte en depressie vertonen een vergelijkbare pathogenese en spectrum van ziektekenmerken. Er is aangetoond dat IL-17+γδ T-cellen betrokken zijn bij het mechanisme van letsel na ischemische beroerte; hoge niveaus van IL-17 worden in verband gebracht met depressie, wat een veel voorkomende comorbiditeit is van ziekten zoals de bovengenoemde. Dit suggereert dat de relevante immuunroutes, vertegenwoordigd door IL-17 en γδ T-cellen, een algemeen pathogeen mechanisme kunnen zijn voor beroerte en depressie. Eerdere studies hebben ook aangetoond dat beide ziekten een verrijking van Enterobacteriaceae vertonen. De bevindingen van het team van de aanvrager, gepubliceerd in Gut, onthullen dat ischemische beroerte een verstoring van de darmmicrobiota kan veroorzaken, gekenmerkt door een overproliferatie van Enterobacteriaceae, en dat de verstoorde microbiota verder kan bijdragen aan de progressie van hersenletsel en geassocieerd is met slechte uitkomsten van een beroerte. Het mechanisme is dat door een beroerte geïnduceerde darmischemie leidt tot een toename van de nitraatconcentratie in de darmslijmlaag, waardoor Enterobacteriaceae, die nitraatademhaling kunnen ondergaan, overbevolkt raken. Een systematische review gepubliceerd in Clinical Psychology Review vatte 26 onderzoeken samen, waaronder 20 case-control onderzoeken, en ontdekte dat de darmmicrobiota van patiënten met angst en depressie een verrijking vertoonde van pro-inflammatoire bacteriën zoals Enterobacteriaceae. Aandoeningen van de darmmicrobiota, gekenmerkt door Enterobacteriaceae, zijn dus allemaal geassocieerd met de bovengenoemde belangrijke hersenziekten.

Samenvattend delen patiënten met een beroerte en depressie gemeenschappelijke en respectievelijke unieke kenmerken van de darmmicrobiota, metabolieten en immuunfactoren. In deze studie willen we de belangrijkste factoren van darmbacteriën identificeren en nieuwe biomarkers bij beroerte en depressie targeten door middel van cross-sectioneel onderzoek naar beroerte en depressie, met behulp van geavanceerde multi-omics-technologie.