Tarmmikrobiom og depresjon

Vår overordnede hypotese er at spesifikke tarmmikrobiom eller tarmavledede metabolitter er assosiert med depresjon i pwMS. Mekanistisk antar etterforskerne videre at depresjon i pwMS er relatert til redusert overflod av tarmbakterier med GABA-produserende aktiviteter og/eller med antiinflammatoriske egenskaper.

MÅL 1. For å bestemme om tilstedeværelsen av depresjon i pwMS er assosiert med spesifikke tarmmikrobiom, tarmavledede metabolitter eller perifere blodimmunprofiler.

Etterforskerne vil utføre en tverrsnittsstudie i klinisk stabil pwMS rekruttert ved John L. Trotter MS Center. Etterforskerne vil evaluere tilstedeværelsen av depresjon ved å bruke depresjonsskalaen for livskvalitet ved nevrologiske lidelser (Neuro-Qol), en av de 13 skalaene i Neuro-Qol som nylig ble utviklet av NIH ved bruk av moderne psykometriske teknikker og validert i pwMS. Totalt 120 pwMS vil bli rekruttert: 60 med og 60 uten depresjon basert på Neuro-Qol depresjonsskalaen. Ved studiebesøket vil hver deltaker bli bedt om å gi en avføringsprøve for mikrobiomanalyser og en blodprøve for immunfenotyping av perifert blod. Potensielle konfoundere vil bli samlet inn og behandlet som kovariater i analysene. Disse inkluderer: 1) grad av funksjonshemming (EDSS); 2) behandling med antidepressiva og DMT; 3) en 4-dagers matdagbok for å evaluere diettsammensetningen; 4) etterforskerens syn og høyde for å beregne BMI; 5) tretthet; 6) nivå av fysisk aktivitet; 7) søvnkvalitet.

MÅL 1A. For å bestemme om depresjon vil korrelere med spesifikke tarmmikrobiom eller tarmavledede metabolitterprofiler i pwMS.

Avføringsprøver vil bli behandlet for mikrobiomsekvensering og metabolomkarakterisering.

MÅL 1B. For å avgjøre om depresjon vil korrelere med en spesifikk immuninflammatorisk profil i perifert blod i pwMS.

En perifer blodprøve vil bli innhentet fra hver deltaker for å utføre: 1) fenotyping av perifert blod immuncelle for å karakterisere de viktigste immuncelleundergruppene og deres aktivering; 2) intracellulær cytokinproduksjon for å studere cytokinproduksjonsprofiler til blodlymfocytter og monocytter.

MÅL 2. Å kvantifisere GABA-produksjon i pwMS med eller uten depresjon og bestemme tarmmikrobiom-immunsysteminteraksjon in vitro.

I dette målet vil etterforskerne utføre funksjonelle studier for å evaluere potensialet til tarmmikrobiota fra pwMS med eller uten depresjon for å produsere GABA og for å modulere immun-inflammatoriske responser.

MÅL 2A. For å kvantifisere GABA-nivåer i hel avføring, spesifikke avføringsbakterieisolater og blod fra pwMS med eller uten depresjon.

Etterforskerne vil evaluere GABA-nivåer i avføringen og blodet til pwMS. I tillegg vil etterforskerne måle GABA-produksjon av Bacteroides ssp isolert fra tarmmikrobiotaen til pwMS.

Mål 2B. For å evaluere effekten av hel avføring og spesifikke bakteriearter fra pwMS på blodimmuncellefenotype og cytokinproduksjon.

Etterforskerne vil teste hvordan mikrobiom i hele tarmen eller spesifikke bakterier (identifisert i mål 1 som assosiert med depresjon i pwMS) kan modulere immuncellefunksjonen. Perifere mononukleære blodceller (PBMC) fra friske givere vil bli dyrket i kondisjoneringsmedier fra hel avføring eller bakterier av interesse isolert fra pwMS. PBMC-fenotype og cytokinproduksjon etter eksponering in vitro vil karakteriseres ved flowcytometri.