Gut, Gehirn und Mikrobiom, oh mein! Einblicke in ASD

Neue Forschung über das Immunsystem, Darmbakterien und ihre Bedeutung für ASS.

Ann Marie Martin war meine Co-Autorin für diesen Posten. Ann Marie ist Doktorandin am UC Riverside im Sonderpädagogik-Programm.

Eine neue Studie im Journal of Immunology (veröffentlicht am 2. Juli 2018) liefert wichtige Informationen über die Beziehung zwischen Darm, Immunsystem und dem sich entwickelnden Gehirn. Diese Studie hat die Aufmerksamkeit der Medien auf sich gezogen, einschließlich IFL Science and Science Daily. Obwohl der Artikel Mausmodelle verwendet (von denen wir bereits erwähnt haben, dass sie nicht die genauesten Modelle von ASD sind), wollte ich die Erkenntnisse und Erkenntnisse aus dem Artikel in diesem Beitrag diskutieren.

Erstens: Was haben die Autoren getan und was sagt uns das über Autismus?

Um zu verstehen, was die Autoren getan haben, müssen wir zuerst wissen, was ihre Hypothesen waren. Die Autoren stellten die Hypothese auf, dass ASD-ähnliches Verhalten bei Mäusen durch eine Immunantwort auf ein Molekül namens Interleukin-17a (IL-17a) ausgelöst werden könnte, das vom Immunsystem produziert wird. IL-17a ist kein neu entdecktes Molekül – es wurde mit rheumatoider Arthritis, multipler Sklerose und Psoriasis in Verbindung gebracht.

Um ihre Hypothese zu testen, verwendeten die Autoren Mäuse aus zwei getrennten Labors, bekannt als Jax und Tac. Die Tac-Mäuse hatten eine Mikroflora in ihrem Darm, was sie anfällig für eine IL-17a-Entzündungsreaktion machte. Die Jax-Mäuse hatten diese spezifische Mikroflora nicht im Darm.

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Quelle: Ann-Marie Martin

Zuerst wurden beide Sätze von Mäusen einem Virus ausgesetzt, das dazu bestimmt war, eine Immunantwort (und somit IL-17a) zu erzeugen. Die Forscher fanden heraus, dass Tac-Mäuse, die Darmbakterien hatten, die sie anfällig für eine Entzündungsreaktion machten, Babys (sogenannte Welpen) hatten, die ASD-ähnliche Verhaltensweisen entwickelten (z. B. weniger soziales Interesse, mehr repetitives Graben und Begräbnisverhalten). Die Jax-Mäuse, ohne die Darmbakterien, hatten Welpen, die kein ASD-ähnliches Verhalten aufwiesen. Dieses erste Ergebnis ist interessant, da es darauf hindeutet, dass es bei Müttern eine wichtige Wechselwirkung zwischen dem Mikrobiom (Darm) und der Immunantwort gibt, die die neurale Entwicklung von Babys beeinflusst. In diesen Mausmodellen scheint diese Beziehung ein spezifisches Risiko für den Welpen zu vermitteln, der ASD-ähnliches Verhalten entwickelt.

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Quelle: Ann-Marie Martin

Dann wollten die Forscher untersuchen, ob die Immunantwort ein notwendiger Bestandteil der Mausnachkommen war, die ASD-ähnliches Verhalten entwickelten. Die Forscher blockierten künstlich das IL-17a-Molekül (was die Entzündungsreaktion verhindern würde). Wenn IL-17a blockiert wurde, wurden die Welpen von den Tac-Mäusen ohne ASD-ähnliches Verhalten geboren. Dieser Befund legt nahe, dass das Mikrobiom der Mutter in diesem Modell kein spezifisches Risiko für ASS bot, wenn die Immunantwort blockiert war. Dies liefert einen weiteren Beweis, dass die Beziehung zwischen Darm und Immunantwort für die Entwicklung von ASD-ähnlichen Verhaltensweisen bei Mäusen wichtig ist.

Quelle: Ann-Marie Martin

Schließlich wollten die Autoren untersuchen, ob ein Risiko für ASD-artiges Verhalten bei Nachkommen dadurch induziert werden kann, dass die Mäuse ohne Darmflora (Jax) der Darmflora der Mäuse ausgesetzt werden, die sie hatten (Tac). Die Idee hier war zu sehen, ob die Exposition gegenüber der Darmflora ausreichen würde, um die IL-17a-Antwort in Mäusen auszulösen, die sie vorher nicht hatten. Die Autoren fanden heraus, dass die Jax-Mäuse, die ursprünglich keine Nachkommen mit ASD-ähnlichen Verhaltensweisen hatten, nach der Exposition gegenüber der Darmflora Nachkommen bekamen, die ASD-ähnliches Verhalten zeigten. Dies ist äußerst interessant, da es nahe legt, dass, obwohl diese Mäuse natürlich keine Darmflora haben, die ein Risiko für die Entzündungsreaktion darstellt, die Exposition gegenüber der Darmflora bewirkt, dass sie eine Entzündungsreaktion (und Nachkommen mit ASD-artigem Verhalten) haben.

Alles was gesagt wird, was sagt uns das über Autismus und was bedeutet das für Menschen?

Erstens denke ich, dass es wichtig ist, daran zu denken, dass diese Studien vorläufig sind und sicherlich nicht als direkter Beweis dafür angesehen werden können, dass diese Verfahren auch beim Menschen angewendet werden können. Diese Studien sind jedoch ein faszinierender Einblick in die komplexe Beziehung zwischen unserem Immunsystem, Mikrobiom (Darm) und Entwicklung von Entwicklungsstörungen. Diese Arten von Studien haben ein enormes Potenzial, um besser zu verstehen, welche Umstände ein hohes Risiko für ASS verursachen könnten, und ebenso, was zur Risikominderung beitragen könnte (z. B. bei diesen Mäusen war sowohl eine spezifische Darmflora als auch eine Exposition gegenüber einem Virus während der Schwangerschaft) Immunantwort, die ASD-ähnliche Verhaltensweisen bei den Nachkommen verursachte – die eine oder die andere in der Isolation – verursachte keine ASD-ähnlichen Verhaltensweisen bei den Nachkommen. ASD ist eine komplexe neurologische Entwicklungsstörung, die mit großer Wahrscheinlichkeit mehrere Ursachen hat. Das Verständnis dieser Faktoren wird entscheidend dazu beitragen, dass Familien Risiko- und Schutzfaktoren verstehen und letztendlich verstehen, welche Faktoren zu den ASD-Symptomen beitragen.

Verweise

Cutting Edge: Kritische Rollen für die Mikrobiota-vermittelte Regulation des Immunsystems in einem pränatalen Immunaktivierungsmodell des Autismus. Catherine R. Lammert, Elizabeth L. Frost, Ashley C. Bolte, Matt J. Paysour, Mariah E. Shaw, Calli E. Bellinger, Thaddeus K. Weigel, Eli R. Zunder und John R. Lukens. J Immunol 2. Juli 2018, ji1701755; DOI: https://doi.org/10.4049/jimmunol.1701755