Сообщество бактерий, живущих в желудочно-кишечном тракте – микробиом кишечника – обычно безвредно, но, поскольку они влияют на активность иммунной системы организма, эти бактерии могут влиять на широкий спектр заболеваний, даже в отдаленных тканях, таких как мозг.
«Последние данные свидетельствуют о том, что кишечные бактерии могут играть важную роль в различных неврологических состояниях, включая расстройства аутистического спектра, рассеянный склероз, болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера», – объясняет профессор Санграм С. Сисодиа, директор Центра молекулярной нейробиологии Чикагского университета.
Болезнь Альцгеймера характеризуется образованием амилоидных бляшек и активацией иммунных клеток, присутствующих в головном мозге, известных как микроглия.
Эти клетки могут помочь удалить амилоидные бляшки, но их активация также может усугубить болезнь, вызывая нейровоспаление.
У пациентов с болезнью Альцгеймера наблюдаются изменения в микробиоме кишечника, и Сисодиа и его коллеги ранее сообщали, что кишечные бактерии могут влиять на развитие этих симптомов у грызунов. Длительное лечение антибиотиками ограничивало образование амилоидных бляшек и снижало активацию микроглии у самцов, но не у самок мышей, экспрессирующих мутантные белки, связанные с семейной болезнью Альцгеймера. «Хотя наши опубликованные исследования роли микробиома кишечника в образовании амилоидных бляшек являются убедительными, наши опубликованные исследования были ограничены одной линией мышей», – говорит Сисодия.
Поэтому в новом исследовании Сисодиа и его коллеги изучили эффекты антибиотиков на другой модели болезни Альцгеймера у мышей, известной как APPS1-21.
Длительное лечение коктейлем из антибиотиков снова уменьшило образование амилоидных бляшек у самцов мышей, но не оказало никакого влияния на самок. Также оказалось, что лечение антибиотиками изменяет активацию микроглии у самцов мышей, изменяя их форму, которая, как считается, способствует нейродегенерации, на форму, которая помогает поддерживать здоровье мозга.
Чтобы доказать, что эти улучшения в симптомах Альцгеймера были вызваны изменениями в микробиоме кишечника, исследователи трансплантировали фекалии необработанных мышей животным, леченным антибиотиками.
Эта процедура восстановила микробиом кишечника и вызвала усиление образования амилоидных бляшек и активацию микроглии.
Но почему изменения в микробиоме кишечника влияют только на самцов мышей??
Сисодиа и его коллеги обнаружили, что длительное лечение антибиотиками изменяет кишечные бактерии самцов и самок мышей по-разному. Изменения в микробиоме самок мышей привели к тому, что их иммунная система увеличила выработку нескольких провоспалительных факторов, которые могли влиять на активацию микроглии.
«Наше исследование показывает, что опосредованные антибиотиками нарушения микробиома кишечника оказывают избирательное, зависящее от пола влияние на образование амилоидных бляшек и активность микроглии в головном мозге», – говорит Сисодия. «Теперь мы хотим выяснить, можно ли объяснить эти результаты изменениями в каком-либо конкретном типе бактерий."