Een baanbrekend onderzoek koppelt darmbacteriën aan voedselverslaving en obesitas

Nieuw onderzoek onthult communicatiemechanismen tussen de hersenen en de darmen.

Een internationaal team van onderzoekers heeft specifieke darmbacteriën geïdentificeerd die verband houden met de ontwikkeling van voedselverslaving bij muizen en mensen, en die zouden kunnen bijdragen aan obesitas. Daarnaast identificeerden ze bacteriën die een beschermende werking hebben tegen voedselverslaving.

Het onderzoek werd onlangs gepresenteerd op het Federation of European Neuroscience Societies (FENS) Forum 2024 en werd gelijktijdig gepubliceerd in het tijdschrift Darm.

“Er zijn een aantal factoren die bijdragen aan voedselverslaving, die wordt gekenmerkt door een verlies van controle over de voedselinname en geassocieerd is met obesitas, andere eetstoornissen en veranderingen in de samenstelling van darmbacteriën – het darmmicrobioom. Tot nu toe zijn de onderliggende mechanismen Deze gedragsstoornis is grotendeels onbekend.

Professor Rafael Maldonado, hoofd van het laboratorium, zei op het FENS Forum: “Deze resultaten van ons onderzoek kunnen ons in staat stellen nieuwe biomarkers voor voedselverslaving te identificeren en, nog belangrijker, te evalueren of nuttige bacteriën kunnen worden gebruikt als potentiële nieuwe behandelingen voor dit aan obesitas gerelateerde gedrag.” “Momenteel bestaat er geen effectieve therapeutische aanpak en mogelijke nieuwe behandelingen kunnen het gebruik van nuttige bacteriën en voedingssupplementen omvatten.”

Methodologie en bacteriële impact

Professor Martin Garcia gebruikte de Yale Food Addiction Scale (YFAS 2.0) om voedselverslaving bij muizen en mensen te diagnosticeren. De schaal bevat 35 vragen die mensen moeten beantwoorden, en kan ook worden onderverdeeld in drie criteria voor gebruik bij muizen: aanhoudend foerageren, een hoge drang om voedsel te verkrijgen en dwangmatig gedrag.

Zij en haar collega’s onderzochten de darmbacteriën van voedselverslaafde en niet-voedselverslaafde muizen en vonden een toename van bacteriën die behoren tot een groep genaamd de phylum Proteobacteria en een afname van bacteriën die behoren tot de phylum Actinobacteria bij de voedselverslaafde muizen. . Deze muizen vertoonden ook een afname van de hoeveelheid van een ander type bacterie genaamd Plutia Van de phylum Bacillus.

De onderzoekers gebruikten YFAS om 88 patiënten in te delen in degenen die wel of niet verslaafd waren aan voedsel. Vergelijkbaar met de bevindingen bij muizen waren de aantallen Actinobacteria en Actinobacteria phyla afgenomen Plutia Er werd een toename van het aantal bacteriën waargenomen bij mensen die verslaafd waren aan voedsel, en ook het percentage bacteriën in de Proteobacteria-phylum nam toe. Verdere analyses lieten zien hoe de resultaten bij mensen correleerden met die bij muizen.

Professor Martín Garcia zei: “De bevindingen bij zowel muizen als mensen suggereren dat specifieke microben beschermend kunnen zijn bij het voorkomen van voedselverslaving. Met name de sterke gelijkenis in de hoeveelheid Plutia Wij hebben vooral de potentiële gunstige effecten van deze darmbacteriën benadrukt. Daarom onderzochten we de beschermende effecten van orale toediening van lactulose en rhamnose, twee niet-verteerbare koolhydraten die bekend staan ​​als ‘prebiotica’ en die de hoeveelheid Plutia In de darmen. We deden dit bij muizen en ontdekten dat dit tot een grotere overvloed leidde Plutia In de ontlasting van muizen, parallel aan significante verbeteringen in voedselverslaving. We zagen vergelijkbare verbeteringen toen we het aan muizen gaven Classificeren naar Plutia Genaamd Plutia wexlaera Oraal als antibioticum.

“Darmmicrobioomsignaturen bij zowel muizen als mensen suggereren potentiële niet-gunstige effecten van bacteriën die behoren tot de phylum Proteobacteria en potentiële beschermende effecten van een verhoogde overvloed aan Actinobacteria en Bacillus tegen de ontwikkeling van voedselverslaving.”

Professor Martin Garcia zegt dat de resultaten laten zien hoe bacteriën in de darmen de hersenfunctie beïnvloeden en omgekeerd. “We hebben voor het eerst een directe interactie aangetoond tussen de samenstelling van de darmen en genexpressie in de hersenen, waardoor de complexe en multifactoriële oorsprong van deze belangrijke gedragsstoornis die verband houdt met obesitas wordt onthuld. Het begrijpen van de wederzijdse interactie tussen gedragsveranderingen en darmbacteriën vormt een stap voorwaarts toekomstige behandelingen voor voedselverslaving en voedselverslavingsstoornissen.”

Neurobiologische factoren bij voedselverslaving

Ook beschreven een taak Onderzoek Hoe microRNA’s (miRNA’s) – kleine, enkelstrengige moleculen die genexpressie reguleren en bijdragen aan vrijwel elk cellulair proces – betrokken zijn bij voedselverslaving. Veranderingen in de expressie van miRNA’s kunnen betrokken zijn bij de mechanismen die ten grondslag liggen aan de aandoening.

De onderzoekers gebruikten een technologie genaamd Tough Decoy (TuD) om specifieke miRNA’s in de mediale prefrontale cortex (mPFC) van de hersenen van muizen te remmen om muizen te produceren die vatbaar zijn voor voedselverslaving. De mediale prefrontale cortex is het deel van de hersenen dat betrokken is bij zelfcontrole en besluitvorming. Het waren deze muizen die ook werden gebruikt in het hierboven beschreven onderzoek: voedselverslaafde muizen.

De onderzoekers ontdekten dat het remmen van miRNA-29c-3p de persistentie van de respons versterkte en de gevoeligheid van de muizen voor voedselverslaving verhoogde. Het remmen van een ander miRNA genaamd miRNA-665-3p versterkte ook het dwangmatige gedrag en de gevoeligheid voor voedselverslaving.

Professor Maldonado zei: “Deze twee microRNA’s zouden kunnen fungeren als beschermende factoren tegen voedselverslaving. Dit helpt ons de neurowetenschap van het verlies van controle over eten te begrijpen, die een cruciale rol speelt bij obesitas en aanverwante aandoeningen onderzoeken hoe microRNA’s op elkaar inwerken. MicroRNA-expressie in de darmen en hersenen bij muizen.

Professor Richard Roche, vicevoorzitter van de afdeling Psychologie aan de Maynooth Universiteit, County Kildare, Ierland, voorzitter van de FENS-communicatiecommissie en niet betrokken bij het onderzoek, zei: “Dwangmatig eten en voedselverslaving zijn een groeiend probleem rond de Er zijn veel factoren die hieraan bijdragen, vooral de omgeving waarin mensen leven en de beschikbaarheid van bepaalde soorten voedsel. We weten echter al een tijdje dat er waarschijnlijk factoren zijn die bijdragen aan eetstoornissen, en onderzoek door professor Martin Garcia en collega’s laten zien hoe verschillende soorten bacteriën in de darmen een impact hebben. “Dit inzicht opent de weg naar het ontwikkelen van potentiële nieuwe behandelingen voor eetstoornissen, en we kijken uit naar meer onderzoek op dit gebied.”

Referentie: “Darmmicrobiële markers van gevoeligheid voor voedselverslaving bij muizen en mensen” door Solvega Samolinait, Alejandra García Blanco, Jordi Mayneres Berksax, Laura Domingo Rodríguez, Judit Cabana Dominguez, Noelia Fernández Castillo, Edorn Jago García, Laura Pineda Serrera, Aurelius Borrocas , en José Espinoza Carrasco, Silvia Arboglia, Jessica Latorre, Katherine Stanton, Koji Hosomi, Jun Kunisawa, Bro Cormand, José Manuel Fernandez Real, Rafael Maldonado en Elena Martín Garcia, 26 juni 2024. Darm.
DOI: 10.1136/gutjnl-2023-331445