Добавить новость
ru24.net
News in English
Июль
2021

Treating the Brain Through the Stomach: Tweaking the Gut Microbiome Slowed ALS in Mice

0
gut bacteria microbiome ALS

Ask any neuroscientist 20 years ago if gut bug excrement could slow down an untreatable brain disease, and they’d brush off the idea without a second thought.

Yet the gut-brain connection has emerged as one of the most tantalizing advances in neuroscience, a true “paradigm shift,” said Dr. Eran Blacher at Stanford University, who recently published a provocative and award-winning essay in Science.

The crux? For devastating disorders in which the brain or its nerve connections gradually disintegrate, maybe it’s time to look south of the neck—towards the gut.

You’ve heard of this class of neurodegenerative disorders. Alzheimer’s, which slowly eats away at one’s memories. Parkinson’s, which wreaks havoc on motor control centers. ALS (amytrophic lateral sclerosis, or Lou Gehrig’s disease), which gradually robs a person of motor abilities by killing off their motor neurons. Despite decades of research, treatment options are limited.

Perhaps, argues Blacher, our dogmatic focus on the brain is what’s been hindering progress. Neuroscience is moving towards a “holistic conception of health” that considers the brain’s functions in concert with our other spongy, slippery organs, rather than as a separate entity studied alone in a jar.

What if we could tap into the gut-brain connection, and treat the brain through a remote “phone line” of sorts through the gut? And even weirder, what if a powerful way to slow down neurodegeneration is genetically-designed yogurt?

Welcome to Psychobiotics

We’re host to millions of microbes that live in harmony on our skin or inside our organs. Together, they weigh more than the human brain. Normally, it’s a great symbiosis. Our gut bugs, for example, eat up leftovers and pump out chemicals—metabolites—that can help break down toxic food compounds and synthesize critical vitamins that our bodies absorb. It’s a zoo in there: thousands of species have already been discovered, and like any ecosystem, their composition can dramatically alter their nearby environment.

Over a decade ago, a slew of studies suddenly transformed the gut into a neuroscientist’s new favorite organ. In mice, Dr. John Cryan and psychiatrist Dr. Ted Dinan at the University College Cork found that tweaking gut bugs altered a mice’s behavior. Some became more anxious; others depressed. Yet others showed signs of autism and insomnia.

Wiping out a mouse’s gut microbiome with antibiotics, for example, can severely impact the brain’s ability to generate new neurons in the hippocampus—a region that’s critical for learning and memory. Other studies found that probiotic treatments can help restore depression or anxiety in mice, leading to a “gold rush” to start treating the brain with carefully-engineered yogurt slushies.

“The gut microbiota are considered so necessary and so integrated into host function that some describe this population as an overlooked organ,” wrote Dr. M Elizabeth Sublette and colleagues at Columbia University in a previous commentary.

Further studies found that the gut talks extensively to the brain through multiple microbiome phone lines. Gut bugs can pump out chemicals directly into the blood for a straight shot at the brain. Or they can interact with “neuropod cells” that line the gut, tapping into a direct electrical highway called the vagus nerve to send information up to certain neural circuits in the brain, altering their function.

But what especially caught Blacher’s eye was another channel: that gut bugs can tweak our immune system, which impacts the trajectory of multiple neurodegenerative diseases, including ALS. While ALS has a genetic basis, its impact only accounts for a measly 19 percent or so of cases, suggesting there are other factors that could be a guide towards better treatments.

“I believe that some answers may lie in the gut and that studying the biological processes occurring outside the brain might shed a new light on some old questions in the field and maybe even revolutionize neuroscience,” Blacher said.

Proof of Concept

Blacher and colleagues began with a transgenic mouse engineered with a mutation, Sod-1, that causes a genetic form of ALS.

Within a month, the mice began showing more severe motor symptoms. When placed on top of a rotating beam they fell more often, and were unable to grab onto a hanging wire compared to their litter counterparts with an intact microbiome. Peeking into the structure of the mice’s spinal cord, the team also found that antibiotics-treated mice had far more cell death in their motor neurons—a symptom of ALS progression.

Because the gut microbiome is sensitive to the environment—we’re surrounded by microbes all the time—the team next moved the mice into a sterile facility. There, they were able to compare the gut microbiome between a Sod-1 “ALS” mouse type and completely normal mice by collecting and genetically sequencing their poop.

Together, they found roughly ten strains of bacteria that rapidly differed between ALS and normal mice. Digging deeper, in a series of “painstaking” experiments, they then one-by-one reintroduced a strain of bacteria back to the ALS mice, pretreated with antibiotics, to see how they behaved.

“We adopted a ‘probiotic’ approach,” said Blacher. The bacteria was mixed inside the mice’s drinking water, like those in yogurt.

One strain, A. muciniphila, particularly stood out. When given to mice once weekly, their ability to perform on the rotating beam dramatically improved—so much so that they rivaled normal mice up to 80 days after the onset of the experiment, or more than half of their lifespan. They also lived longer on average compared to non-treated ALS mice or those given unrelated gut bacteria. Even more incredible, their brains showed less damage at 140 days old, when the lifespan of ALS mice is only 20 days longer on average.

How?

It seems crazy that eating healthy bacteria can slow down a neurodegenerative disease. The team next used a big data approach to hunt down a source for the improvement. They screened all of the metabolites—chemicals that gut bugs pump out into the body—and honed in on nicotinamide, a form of Vitamin B that’s been a darling for combating aging in the longevity sphere.

Skipping gut bugs altogether, the team next pumped nicotinamide directly into ALS mice. Similar to A. muciniphila, the nutrient triggered hundreds of genetic changes related to brain function, with the most impact on the brain’s ability to remove superoxide radicals—a type of chemical that tends to bombard and rip up the cell’s fragile membranes.

While these results are promising, mice and men are very different, and most treatments don’t make the leap. The team next took stool samples from over three dozen ALS patients and 29 healthy family members who share the same environment, and genetically sequenced their microbiomes. While the abundance of different gut bug species were “marginally significant,” the team found changes in several genes related to nicotinamide. Lower levels of the chemical also correlated with worse ALS symptoms.

“This suggests a potential involvement of AM [A. muciniphila] that merits larger studies in the future,” the authors said.

What Next?

The field of treating ALS or another neurodegenerative disorder with healthy bacteria is still very young. But what’s increasingly clear is that what happens in our gut may have massive, yet undiscovered effects on the brain. Blacher’s results will have to be tested in humans (some similar clinical trials are on the way).

But with new tools in genetic sequencing, which sometimes allow scientists to dip into the genetic pattern of every cell—human or bacteria—we’re entering a new age to rethink treatments for the brain. Add in a dose of CRISPR or other genetic engineering tools, and we could then imagine tailored gut bug treatments, altered to produce chemicals such as nicotinamide, as living pharmacies that live harmoniously inside our guts to delay or even prevent age-related diseases.

Image Credit: Anatomy Insider / Shutterstock.com




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



Владислав Овчинский: жители дома на Радужной улице начали переезд в новостройку по программе реновации

Певец Дмитрий Камский готовит к релизу новый сингл "Песня Земли"

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С начала 2024 года 140 тысяч женщин и новорожденных Московского региона получили услуги по родовым сертификатам

Отрытый конкурс красоты и таланта «Одна на миллион»


Спортивные игры в СЛД "Москва-Сортировочная" филиала "Московский"

30 миллионов тормозных колодок выпустило Новосибирское ЛП Желдорреммаш за свою 80-летнюю историю

Дистрибьюция Музыки.

Дата запуска новой системы въезда / выезда из ЕС перенесена: российским туристам теперь надо в ней зарегистрироваться


England U20 overpower France to be crowned world champions

Exclusive - Sayantani Ghosh expresses happiness as sets of her show Dahej Daasi shifted close to her home; says 'I've been manifesting this for quite some time now'

Suspect arrested for ‘threatening to kill Trump and his VP pick JD Vance’ in Florida days after assassination attempt

Faculty of International Journalism and Mass Communications Eurasian International University is conducting an additional intake of applicants!


В городском округе Домодедово проведена агитационно-разъяснительная работа с населением о сохранности имущества.

Нарколог рассказал о связи алкоголя и слабоумия

Google отказалась от ИИ-функции поиска в сервисе Фото из-за технических проблем

Еще один китайский кроссовер планируют собирать в России: что это за модель?


Conscript is an old school survival horror game where the horror is just that you're in World War 1

According to BioWare, Dragon Age: The Veilguard is the first entry in the series where "the combat's actually fun" and where characters are "intentionally" the focus of the storytelling, which seems pretty unfair on the first three games

Today's Wordle answer for Saturday, July 20

Интервью AppTime с компанией Innova: релиз Gran Saga в России, внутриигровая оплата и «Масленица» в корейской MMO


Фотомагазин PYN: ваш надійний партнер у світлі та фотографії


Спортивные игры в СЛД "Москва-Сортировочная" филиала "Московский"

Представители «Метровагонмаш-Сервиса» посетили СЛД «Москва-Сортировочная» филиала «Московский» компании «ЛокоТех-Сервис» для обмена опытом

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С начала 2024 года 140 тысяч женщин и новорожденных Московского региона получили услуги по родовым сертификатам

Бизнесмен вакцинировался от суда // Дело об особо крупной растрате рассмотрят в заочном режиме




«Я убью тебя». Муж-игроман хотел задушить жену из-за игр

Мэр Москвы рассказал о развитии Таганского района

Прощай, ЕС! Россия будет поставлять газ в Иран по сверхмощному трубопроводу

Новые лифты установили в МОЦОМД по программе «Здравоохранение Подмосковья»


Более 25 тыс. человек посетили фестиваль-путешествие "Достоевский" в Зарайске

«Москино» проводит народный кастинг для съемок фильмов

Крылатые муравьи активизировались в городе

Тишковец: Около 20 процентов от месячной нормы осадков выпало в Москве за сутки


Панова и Сизикова выиграла турнир WTA в Палермо в парном разряде

Медведев в матче против Синнера на Уимблдоне проявил характер, заявил Ольховский

Рейтинг ATP. Рууд обошел Рублева, Берреттини вернулся в топ-50, Надаль поднялся на 100 строчек

Рафаэль Надаль вышел в финал турнира в Бостаде


ВС РФ совершили 39 атак за сутки на Покровском направлении – Reuters

В Россию привезли новые Mazda CX-9 в топовой комплектации — за 7,3 млн рублей

"Регистрировали в квартирах умерших собственников": В Москве задержали организаторов нелегальной миграции

Школьница из Мытищ съела пупырчатую пленку и попала на операционный стол


Музыкальные новости

Прима-балерина Ирина Сапожникова возвращается во Владивосток

Концерт Игоря Бутмана и Сабантуй: куда сходить на выходных в Твери

Подопечная Басты: стало известно, с кем встречается Элджей после брака с Ивлеевой

Лоза раскрыл причины открытых комментариев на своих страницах в соцсетях



Отрытый конкурс красоты и таланта «Одна на миллион»

Спортивные игры в СЛД "Москва-Сортировочная" филиала "Московский"

Представители «Метровагонмаш-Сервиса» посетили СЛД «Москва-Сортировочная» филиала «Московский» компании «ЛокоТех-Сервис» для обмена опытом

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С начала 2024 года 140 тысяч женщин и новорожденных Московского региона получили услуги по родовым сертификатам


Томские спортсменки выиграли Кубок России по лапте

Заинтересовавший Владимира Путина хит семьи Рыбачевых презентовали на радиостанциях «Газпром-Медиа»

"Спартак" начал новый сезон РПЛ с поражения

Shaman объяснил, почему выступил у посольства США в Москве


В первом полугодии россияне чаще всего приобретали онлайн и страховали по каско автомобили Lada, Kia и Hyundai

Новый утильсбор в России изменит цены на автомобили

Обзор Changan CS55 Plus

За сколько часов можно научиться вождению транспортного средства?


Что изменилось: как приобрести квартиру по льготной программе

Путин утвердил ратификацию соглашения с Белоруссией о проспектах ценных бумаг

Путин заверил Асада в поддержке РФ властей Сирии в отстаивании суверенитета

Заинтересовавший Владимира Путина хит презентовали на радио


Врач Болибок: в РФ не ожидается эпидемии листериоза, подобной коронавирусной




22 июля Всемирный день мозга. Отвечаем на популярные вопросы о когнитивных расстройствах

Новые лифты установили в МОЦОМД по программе «Здравоохранение Подмосковья»

Врач Болибок: в РФ не ожидается эпидемии листериоза, подобной коронавирусной

Бизнесмен вакцинировался от суда // Дело об особо крупной растрате рассмотрят в заочном режиме


Мэрия Киева заставили застройщика восстановить усадьбу Зеленских

Кличко: любой шаг Зеленского чреват политическим суицидом

Политолог Зеленков: Зеленский понимает, что Трамп прекратит помогать Киеву

Власти Киева подадут в суд против застройщика, который снес усадьбу Зеленских — Кличко


Спортсменки из Красногорска выиграли «Кубок футбольных мам» в Коломне

До конца июля анимационная компания «ЯРКО» проведет еще одно мероприятие в ТРЦ «Ривьера» – развлекательную программу по мотивам мультсериала «Команда МАТЧ» (‍27 июля).

Спортивные игры в СЛД "Москва-Сортировочная" филиала "Московский"

Экс-игрок Мостовой: в матче с "Акроном" я увидел обычный "Локомотив"


«Мы заякорились». Лукашенко призвал найти пути сотрудничества с Евросоюзом

В Белоруссии заявили, что Лукашенко может помиловать некоторых участников протестов

Александр Немец: из Пекина в Москву пришло жесткое указание "Вон из Беларуси!"



Собянин: Жители районов ВАО получат прямой трамвайный маршрут к Курскому вокзалу

Собянин: В Таганском районе реализовали ряд инфраструктурных проектов

Собянин: 24 объекта культнаследия восстановили инвесторы по городской программе

Мэр Москвы рассказал о развитии Таганского района


Одежду из вторсырья представили на фестивале «Зеленый подиум» в Москве

МТС полностью завершила строительство инфраструктуры связи на автотрассе М-12 «Восток»

Транссибирская магистраль | 12) Биробиджан

Очистные сооружения от завода «ТехВодПолимер»


Более 600 жителей Подмосковья приняли участие в акции "Проверь здоровье в парке"

Жителей Подмосковья приглашают поучаствовать в премии «Экология — дело каждого»

Дети с ОВЗ смогут пройти реабилитацию в центре «Звезда Сириус» в Одинцове

Корпоративный ДМС в I квартале: реальная мединфляция вдвое выше официальной


Спортсмен из сборной Архангельской области стал победителем масс-старте в Малиновке

Собянин объявил о начале строительства станции метро "Рублево-Архангельское"

В Архангельске стартовала Соловецкая регата

Сергей Собянин. Главное за день


«Июльский зной». Цены на «однушки» в Симферополе сильно подогрелись, но не закипели

В г.Геленджике состоялся Открытый чемпионат Краснодарского края по фланкировке казачьей шашкой, 2024г

Выставка-признание «Жизнь как струна».

Бойцовые собаки чуть не растерзали женщину в Севастополе


В Москве состоится VIII Российский смотр-конкурс BUILD SCHOOL PROJECT

Крылатые муравьи активизировались в городе

Фальков пояснил свое предложение об общежитиях для малоимущих студентов

Новые лифты установили в МОЦОМД по программе «Здравоохранение Подмосковья»












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Леандер Паес

Паес и Амритрадж введены в Зал теннисной славы в Ньюпорте






Сооснователь CarPrice Гуринович стал партнером Hamster Kombat в РФ

Исторический фестиваль «Гуляй город» пройдет 27 июля под Чеховом

В Домодедовской школе открылся первый круглосуточный лагерь труда и отдыха для детей

В России собираются разрешить обналичивать маткапитал