Antibiotika verändern Darmbakterien, um die Heilung des Gehirns zu unterstützen

Was wäre, wenn die Heilung des Gehirns nach einer traumatischen Verletzung im Darm beginnt?

In einer neuen Studie veröffentlicht in NaturkommunikationsbiologieForscher der Houston Methodist unter der Leitung von Sonia Villapol, Ph.D., fanden heraus, dass eine kurzfristige Antibiotikabehandlung die Neuroinflammation und Neurodegeneration nach traumatischer Hirnverletzung (TBI) durch Veränderung des Darmmikrobioms in Tiermodellen signifikant reduzierte.

Wir haben herausgefunden, dass eine Antibiotikabehandlung nach einer Schädel-Hirn-Trauma schädliche Darmbakterien reduzieren, die Läsionsgröße verringern und den Zelltod begrenzen kann. Unsere Ergebnisse stützen einen Darm-Hirn-Mechanismus, bei dem Mikrobiomveränderungen die periphere Immunität und damit wiederum die Neuroinflammation nach TBI beeinflussen.¨

Sonia Villapol, Ph.D., außerordentliche Professorin, Abteilung für Neurochirurgie, Houston Methodist

Durch die Gabe von Antibiotika wird der Darm von schädlichen Bakterien befreit, sodass nützliche Bakterien gedeihen können. Die Studie ergab, dass zwei hilfreiche Bakterien, Parasutterella excreatihominis und Lactobacillus johnsonii, der Schlüssel zur Zellreparatur sind. Laut Villapol könnten sie auch wichtige Regulatoren peripherer Entzündungen im Körper sein.

Bemerkenswert ist, dass 70 % der Regulierung des Immunsystems durch das Darmmikrobiom erfolgt. Bei einem Ungleichgewicht im Darm kann die bidirektionale Natur der Gehirn-Darm-Achse verheerende Auswirkungen auf den gesamten Körper haben.

„Unser Gehirn sendet ständig Signale an den Rest unseres Körpers. Nach einem traumatischen Gehirnereignis können diese Signale durcheinander geraten und andere Organe, einschließlich unseres Verdauungssystems, stören“, sagte Villapol. „Wenn der Darm aus dem Gleichgewicht bleibt, kann es für das Gehirn schwieriger sein, sich zu erholen.“

In den USA gibt es jedes Jahr schätzungsweise 4 Millionen traumatische Hirnverletzungen. Jüngste Studien deuten darauf hin, dass ein TBI-induziertes Ungleichgewicht des Darmmikrobioms sogar zur Entwicklung neurodegenerativer Erkrankungen wie Parkinson, Alzheimer und Demenz beitragen kann.

Das Labor von Villapol konzentriert sich auf die Erforschung und Entwicklung neuer neuroprotektiver Behandlungen zur Bekämpfung von Entzündungen im Zusammenhang mit neurodegenerativen Erkrankungen. „Wenn wir die Neuroinflammation im akuten oder chronischen Stadium stoppen können, können wir das Risiko, an Alzheimer oder Demenz zu erkranken, verringern“, sagte Villapol.

Die nächste Phase der Forschung wird sich auf die Biotechnologie von Parasutterella excreatihominis und Lactobacillus johnsonii konzentrieren, um Präzisionstherapien zur Reduzierung von Neuroinflammationen weiterzuentwickeln.

Weitere Mitarbeiter der Studie sind Hannah Flinn, Austin Marshall, Morgan Holcomb, Marissa Burke, Goknur Kara, Leonardo Cruz-Pineda, Sirena Soriano und Todd J. Treangen.

Diese Arbeit wurde teilweise durch Zuschüsse des Houston Methodist Research Institute und der National Institutes of Health (NIH) unterstützt.

Quellen: