Микробы контролируют работу генов в мозге

Ученые из Ирландского национального университета в Корке исходили из трех предпосылок. Во-первых, было известно, что микробиом, то есть весь набор микробов, населяющих организм, связан с разными психическими расстройствами. Например было показано, что мыши без микрофлоры страдают повышенной тревожностью, мало общаются друг с другом и впадают в депрессию. Второе — с развитием некоторых психических расстройств связаны микроРНК. И третье — развитие тревожного состояния связано с двумя отделами мозга — миндалиной и префронтальной корой.

Ученые сосредоточились именно на тревожности, потому что такой эксперимент легче воспроизвести из-за заметных изменений в поведении. Исследователи взяли три популяции животных — стерильных мышей, у которых в кишечнике не жили микробы, бывших стерильных мышей, которым восстановили микрофлору, и крыс, у которых микробиом уничтожили антибиотиками.

Ученые провели анализ микроРНК из миндалины и префронтальной коры и обнаружили, что у особей, которые не имели микробов в кишечнике, отличалось количество 134 микроРНК по сравнению с обычными мышами. Изменения коснулись тех микроРНК, которые участвуют в контроле сигнальных путей, синтеза окситоцина, связаны с тревожностью и участвуют в регуляции количества BDNF (brain-derived neurotrophic factor) — вещества, которое способствует росту и развитию новых нейронов и выживанию существующих. Изменения содержания BDNF тоже связаны с неврологическими заболеваниями.

После посева микробов содержание микроРНК в целом вернулось в норму, но не совсем. Ученые предполагают, что они прозевали «окна» когда для нормального развития мозга нужен определенный состав микробиома. Возможно, время ушло, и структуры мозга развились не совсем так, как нужно. Убийство микрофлоры антибиотиками также изменило содержание микроРНК в мозгу, хоть и не полностью. Тем не менее, лишение микрофлоры вызвало у мышей депрессивное поведение.

Ученые пришли к выводу, что микробиом точно влияет на количество микроРНК и, таким образом, контролирует нормальное развитие мозга и психики. Механизм, с помощью которого микробы влияют на содержание микроРНК, пока неизвестен. Неизвестно и какие конкретно микробы влияют на синтез каких именно микроРНК.

Дальнейшие исследования должны это показать чтобы можно было контролировать микробиом и так бороться с психическими расстройствами, в том числе с тревожным.

Исследование описано в журнале Microbiome.