Микробы кишечника у людей с шизофренией изменяют поведение мышей

Исследователи Университета Коимбры в Португалии недавно изучили, могут ли кишечные микробы людей с шизофренией влиять на поведение и иммунную активность мышей. Их результаты, опубликованные в журнале Translational Psychiatry, указывают на возможную иммунную связь между кишечником и мозгом.

Шизофрения — это часто изнурительное психическое расстройство, которое может нарушить мышление, восприятие и поведение людей. Хотя генетические и экологические факторы могут способствовать его развитию, исследователи все еще пытаются понять лежащие в его основе биологические процессы.

Предыдущие исследования выявили различия в микробиоме кишечника — сообществе микроорганизмов, живущих в кишечнике — у людей с шизофренией. Однако то, как эти различия могут влиять на функцию мозга, требует дальнейшего изучения.

В своем новом исследовании команда собрала образцы стула у трех человек с шизофренией и трех здоровых доноров. Затем они давали молодым мышам желатиновые капсулы, содержащие материал от отдельных доноров, повторно в течение пяти недель.

У мышей уже были собственные кишечные микробные сообщества, поэтому перенесенный материал попадал в уже установившуюся среду. Исследователи затем сравнили животных, получивших образцы от людей с шизофренией, с получавшими образцы от здоровых доноров и нелеченными мышами.

Для оценки поведения команда поместила мышей в лабиринт в форме буквы Т. Каждая мышь исследовала одно ответвление лабиринта, делала короткий перерыв и затем возвращалась. Мыши, получившие образцы от людей с шизофренией, реже выбирали другое ответвление, чем животные в группах сравнения.

Этот тест исследует кратковременную рабочую память и способность переключаться между выборами, хотя снижение чередования не обязательно отражает только забывчивость.

В отдельном тесте мыши могли подойти к клетке с незнакомой мышью или пустой клетке. Те, которые получили образцы от людей с шизофренией, проявили меньше интереса к исследованию незнакомого животного.

Исследователи также исследовали микробы, связанные с подкладкой подвздошной кишки — конечной части тонкого кишечника. Они наблюдали изменения в относительном количестве нескольких групп бактерий наряду с увеличением кишечных воспалительных маркеров.

По сравнению с нелеченными мышами, получившие образцы от людей с шизофренией мыши имели более низкие уровни оккладина — белка, который помогает герметизировать щели между клетками кишечной подкладки. Это указывает на ослабленный кишечный барьер, хотя исследователи не измеряли его проницаемость напрямую.

Анализы крови выявили повышенные уровни двух белков иммунной сигнализации — интерферона-гамма и интерлейкина-17 — у животных, получивших кишечные микробы от людей с шизофренией, по сравнению с нелеченными животными. Эти увеличения не были статистически значимы по сравнению с получившими образцы от здоровых доноров.

Иммунные клетки, называемые микроглией, в префронтальной коре — области мозга, участвующей в познании и социальном поведении — также проявили некоторые изменения. Эти клетки помогают поддерживать мозговую ткань и переделывают связи между нейронами.

Ответвления этих клеток оказались менее сложными, а молекулярные измерения указали на более реактивное иммунное состояние. В целом, результаты команды предполагают возможную связь между кишечными микробами, циркулирующими иммунными сигналами и воспалением мозга, но не устанавливают, вызвали ли какие-либо из этих изменений друг друга.

Команда исследовала отдельную коллекцию мозговой ткани, полученную после смерти у четырех человек с шизофренией и трех без нее. Эти образцы показали некоторые перекрывающиеся изменения в маркерах микроглии и воспаления, хотя паттерны не совпадали полностью.

Как образцы стула доноров, так и сравнение человеческого мозга были небольшими, что ограничивает, насколько широко можно применить результаты исследования. Эксперимент также не устанавливает, что кишечные микробы вызывают или способствуют развитию шизофрении у людей.

Будущие эксперименты могли бы изменить микробы или заблокировать конкретные иммунные сигналы у мышей, затем оценить, предотвращает ли это наблюдаемые изменения мозга и поведения. Это помогло бы определить, может ли предложенный путь кишечник-мозг со временем стать мишенью для терапии.