Autismus und Gehirn-Darm-Mikrobiom

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Forschung, die möglicherweise Autismus und Gehirn-Darm-Mikrobiom verbindet – Neuroscience News
AutismusFeaturedNeurowissenschaften-Dezember 20, 2021
7-9 Minuten

Zusammenfassung: Eine neue Überprüfung von fast 200 Veröffentlichungen legt nahe, dass die Darmmikrobiota eine entscheidende Rolle bei der Modulation der Gehirnfunktion, des Sozialverhaltens und anderer Symptome von Autismus spielen könnte.

Quelle: USC

Eine neue Übersichtsarbeit von fast 200 Veröffentlichungen über die Beziehungen zwischen Autismus-Spektrum-Störungen und dem Gehirn-Darm-Mikrobiom-System wurde heute online in Nutrients veröffentlicht.

Der Bericht fasst die wachsende Zahl von Forschungsergebnissen zusammen, die darauf hindeuten, dass die Darmmikrobiota – Billionen von Mikroorganismen, die im menschlichen Verdauungssystem leben – eine entscheidende Rolle bei der Regulierung von Gehirnfunktionen, Sozialverhalten und autistischen Symptomen spielen kann.

Zwei der Co-Erstautoren der Studie, Michelle Chernikova und Genesis Flores, waren zum Zeitpunkt der Literaturrecherche und der Erstellung des Manuskripts Teilnehmer des JumpStart-Programms der USC, einem strukturierten Sommer-Forschungsprogramm für talentierte Studenten, die einen Doktortitel anstreben.

Co-Erstautorin ist Emily Kilroy Ph.D. ’18, Postdoc ’22, Postdoktorandin an der USC Chan Division of Occupational Science and Occupational Therapy. Jennifer Labus und Emeran Mayer, Mikrobiologen an der University of California, Los Angeles, sind Mitautoren. Leitende Autorin ist Lisa Aziz-Zadeh, außerordentliche Professorin an der USC Chan Division, die gemeinsam mit dem USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences‘ Brain and Creativity Institute tätig ist.

Der Bericht fasst die aktuellen Erkenntnisse über die Mechanismen zusammen, durch die die Darmmikrobiota, Stoffwechselprodukte und das Gehirn miteinander kommunizieren, um Verhaltensweisen zu beeinflussen, einschließlich der verschiedenen sozialen Kommunikations- und eingeschränkten oder repetitiven Muster, die für Autismus charakteristisch sind. Gastrointestinale Symptome wie Bauchschmerzen, Verstopfung und Durchfall werden bei 46 bis 84 Prozent der Autisten berichtet, was in jüngster Zeit zu der Hypothese geführt hat, dass eine Dysregulation des Darms in autistischen Bevölkerungsgruppen besonders häufig vorkommen könnte.

Die Arbeit wurde zum Teil durch Aziz-Zadehs vierjähriges Stipendium in Höhe von 506.000 Dollar vom Autism Research Program Idea Development Award des US-Verteidigungsministeriums unterstützt.

„Bislang haben die meisten Autismus-Studien beim Menschen entweder das Gehirn und das Verhalten oder das Darmmikrobiom und das Verhalten untersucht“, sagte Aziz-Zadeh. „Unsere DoD-Studie ist eine der größten Autismus-Studien, die alle drei Faktoren zusammen betrachtet – Gehirn, Darm und Verhalten. In der aktuellen Veröffentlichung in Nutrients wird die Theorie hinter diesem Unterfangen dargelegt, wobei alles von Studien mit Nagetieren zu diesem Thema, potenziellen Neurotransmitterwegen, die beteiligt sein könnten, und potenziellen Gehirnregionen, die durch diese Interaktion verändert werden könnten, untersucht wird.

Die Wissenschaftler müssen die genaue mikrobielle Zusammensetzung, die mit Autismus in Verbindung gebracht wird, noch bestimmen, und die Autoren empfehlen mehrere zukünftige Forschungsrichtungen. Dazu gehören die Notwendigkeit einer stärker standardisierten Probenahme, Sammlung und Analyse, die Untersuchung des pränatalen Darmmikrobioms bei schwangeren Müttern, Studien zum Vergleich der Mikrobiome von autistischen und sich normal entwickelnden Bevölkerungsgruppen sowie die Längsschnittverfolgung von Stoffwechselzuständen und spezifischen Biomarkern während der frühkindlichen Entwicklung.

Zwei der Co-Erstautoren des Berichts, Michelle Chernikova und Genesis Flores, waren zum Zeitpunkt der Literaturrecherche und der Erstellung des Manuskripts Teilnehmer des JumpStart-Programms der USC für Vielfalt, Integration und Zugang, einem strukturierten Sommer-Forschungsprogramm für talentierte Studenten, die einen Doktortitel anstreben.

Co-Erstautorin ist Emily Kilroy Ph.D. ’18, Postdoc ’22, Postdoktorandin an der USC Chan Division of Occupational Science and Occupational Therapy. Jennifer Labus und Emeran Mayer, Mikrobiologen an der University of California, Los Angeles, sind Mitautoren. Leitende Autorin ist Lisa Aziz-Zadeh, außerordentliche Professorin an der USC Chan Division, die gemeinsam mit dem USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences‘ Brain and Creativity Institute tätig ist.

Der Bericht fasst die aktuellen Erkenntnisse über die Mechanismen zusammen, durch die die Darmmikrobiota, Stoffwechselprodukte und das Gehirn miteinander kommunizieren, um Verhaltensweisen zu beeinflussen, einschließlich der verschiedenen sozialen Kommunikations- und eingeschränkten oder repetitiven Muster, die für Autismus charakteristisch sind. Gastrointestinale Symptome wie Bauchschmerzen, Verstopfung und Durchfall werden bei 46 bis 84 Prozent der Autisten berichtet, was in jüngster Zeit zu der Hypothese geführt hat, dass eine Dysregulation des Darms in autistischen Bevölkerungsgruppen besonders häufig vorkommen könnte.

Die Arbeit wurde zum Teil durch Aziz-Zadehs vierjähriges Stipendium in Höhe von 506.000 Dollar vom Autism Research Program Idea Development Award des US-Verteidigungsministeriums unterstützt.
Diese Grafik zeigt die Vielfalt der Darmmikroben über die gesamte Lebensspanne
Die Abbildung wurde von Mayer [9] modifiziert und zeigt die Vielfalt und Häufigkeit von Darmmikroben über die Lebensspanne eines Menschen. Frühe und späte Perioden mit geringer Vielfalt fallen mit der Anfälligkeit für neurologische Entwicklungsstörungen bzw. neurodegenerative Erkrankungen zusammen. IBS = Reizdarmsyndrom (Irritable Bowel Syndrome). Credit: Die Forscher

„Bislang haben die meisten Autismus-Studien beim Menschen entweder das Gehirn und das Verhalten oder das Darmmikrobiom und das Verhalten untersucht“, so Aziz-Zadeh. „Unsere DoD-Studie ist eine der größten Autismus-Studien, die alle drei Faktoren zusammen betrachtet – Gehirn, Darm und Verhalten. In der aktuellen Veröffentlichung in Nutrients wird die Theorie hinter diesem Unterfangen dargelegt, wobei alles von Studien mit Nagetieren zu diesem Thema, potenziellen Neurotransmitterwegen, die beteiligt sein könnten, und potenziellen Gehirnregionen, die durch diese Interaktion verändert werden könnten, untersucht wird.

Die Wissenschaftler müssen die genaue mikrobielle Zusammensetzung, die mit Autismus in Verbindung gebracht wird, noch bestimmen, und die Autoren empfehlen mehrere zukünftige Forschungsrichtungen. Dazu gehören die Notwendigkeit von mehr standardisierten Probenahmen, Sammlungen und Analysen, die Untersuchung des pränatalen Darmmikrobioms bei schwangeren Müttern, Studien, die das Mikrobiom von autistischen und sich normal entwickelnden Populationen vergleichen, und die Längsschnittverfolgung von Stoffwechselzuständen und spezifischen Biomarkern während der frühkindlichen Entwicklung.
Über diese Autismus-Forschungsnachrichten

Autor: Mike McNulty
Quelle: USC
Kontakt: Mike McNulty – USC
Bild: Das Bild ist den Forschern gutgeschrieben

Original-Forschung: Offener Zugang.
„Das Gehirn-Gut-Mikrobiom-System: Pathways and Implications for Autism Spectrum Disorder“ von Michelle A. Chernikova et al. Nutrients

Zusammenfassung

Siehe auch

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Das Gehirn-Gut-Mikrobiom-System: Wege und Auswirkungen auf Autismus-Spektrum-Störungen

Gastrointestinale Funktionsstörungen sind eines der häufigsten physiologischen Symptome von Autismus-Spektrum-Störungen (ASD). Eine wachsende Zahl weitgehend präklinischer Forschungsarbeiten deutet darauf hin, dass eine dysbiotische Darmmikrobiota die Gehirnfunktion und das Sozialverhalten modulieren kann. Dennoch ist nur wenig über die Mechanismen bekannt, die diesen Beziehungen zugrunde liegen und wie sie die Pathogenese oder den Schweregrad von ASD beeinflussen können.

Während verschiedene genetische und umweltbedingte Risikofaktoren mit ASD in Verbindung gebracht werden, zielt diese Übersichtsarbeit darauf ab, einen Überblick über Studien zu geben, die die Mechanismen aufklären, durch die die Darmmikrobiota, die assoziierten Metaboliten und das Gehirn interagieren, um das Verhalten und die Entwicklung von ASD zu beeinflussen, zumindest bei einer Untergruppe von Personen mit gastrointestinalen Problemen.

\Wir geben einen Überblick über das Gehirn-Darm-Mikrobiom-System und erörtern Erkenntnisse aus aktuellen Tier- und Humanstudien, die sich auf sozial-verhaltensbezogene und neurologische Beeinträchtigungen bei ASD beziehen, auf Mikrobiota ausgerichtete Therapien (d.h. Probiotika, fäkale Mikrobiota-Transplantation) bei ASD und wie Mikrobiota das Gehirn auf molekularer, struktureller und funktioneller Ebene beeinflussen kann, wobei wir uns besonders für soziale und emotionsbezogene Gehirnnetzwerke interessieren.

Ein tieferes Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Mikrobiom, Gehirn und Verhalten hat das Potenzial, Informationen für neue Therapien zu liefern, die darauf abzielen, dieses System zu modulieren und sowohl das Verhalten als auch die physiologischen Symptome bei Menschen mit ASD zu lindern.

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