Wpływ antybiotyków na neurony jelitowe i glej

Jelitowy układ nerwowy (ENS) został uznany za „drugi mózg”, ponieważ może regulować fizjologię jelit bez udziału ośrodkowego układu nerwowego. Podobnie jak ośrodkowy układ nerwowy, składa się z wielu populacji neuronów, których głównymi funkcjami są ruchliwość jelit, wydzielanie i wchłanianie. Oprócz neuronów, ENS zawiera komórki glejowe, których główną rolą jest neuroprotekcja, ale także przyczyniają się do prawidłowej motoryki jelit. Kilka badań wykazało, że mikroflora i układ nerwowy mają ścisły związek, który rozpoczyna się w macicy i ma kluczowe znaczenie dla jego normalnego rozwoju. Neurony potrafią rozpoznawać bakterie i ich produkty. Kilku badaczy wykazało utratę neuronów po infekcjach jelitowych i leczeniu antybiotykami (ampicyliną) w warstwie mięśniowej, co skutkuje opóźnieniem czasu pasażu w modelach zwierzęcych. Dlatego komunikacja między mikrobiomem a układem nerwowym jest ważna dla utrzymania prawidłowej motoryki jelit. Zaburzenia interakcji jelitowo-mózgowych (DGBI) są dość powszechne, wśród nich jest zespół jelita drażliwego (IBS) zdefiniowany według kryteriów rzymskich IV jako ból brzucha związany ze zmianą konsystencji i częstotliwości wypróżnień oraz dominujący podtyp zaparcia (mniej niż 3 wypróżnień na tydzień) jest najbardziej rozpowszechnionym, co jest również najczęstszym zaburzeniem motoryki, jakie wykazują mysie modele infekcji i leczenia antybiotykami. Zespół jelita drażliwego jest powiązany z dysbiozą, a ostatnie badania wykazały, że stosowanie antybiotyków bezpośrednio przed kolonoskopią przesiewową lub po niej zwiększa ryzyko rozwoju zespołu jelita drażliwego. Ponadto wcześniej opisywano dysfunkcję neuronów podśluzówkowych w IBS, ale nie zbadano, czy występują zmiany w liczbie neuronów lub w charakterystyce neuronów. Chociaż przeprowadzono badania prospektywne, w których badano wpływ antybiotyków na pacjentów leczonych z powodu Helicobacter Pylori, byli inni badacze, którzy skupili się na długoterminowych skutkach antybiotyków u zdrowych ochotników.

Dlatego, podobnie jak w modelach zwierzęcych, badacze sugerują, że ludzie doświadczają głębokiej i przejściowej utraty/zmiany neuronów w warunkach dysbiozy związanej ze stosowaniem środków przeciwdrobnoustrojowych, która objawia się jako DGBI, w szczególności podtypy zaparć. Niniejszy wniosek dotyczy kwestii, czy stosowanie środków przeciwdrobnoustrojowych prowadzi do zmian ilościowych i jakościowych w populacjach neuronów podśluzówkowych i komórek glejowych u ludzi.

Hipoteza ta zostanie sprawdzona w prospektywnym badaniu, w którym zdrowi uczestnicy zostaną poproszeni o przyjmowanie powszechnie stosowanego antybiotyku amoksycyliny dwa razy dziennie przez 7 dni, a biopsje tkanki okrężnicy zostaną wykonane przed i po leczeniu. Tkanka ludzka zostanie przetworzona i przeanalizowana w celu wizualizacji zmian strukturalnych, a zmiany w ekspresji genów, bakteriach i metabolitach zostaną określone odpowiednio poprzez sekwencjonowanie RNA pojedynczych jąder, sekwencjonowanie RNA 16S rybosomów bakterii i analizę metabolomiczną.