Mikrobiota w schizofrenii

Wiemy, że zbilansowana dieta ma pozytywny wpływ na sylwetkę, mocne serce, zdrową wątrobę czy lśniące włosy. A co z samopoczuciem psychicznym? Czy to, co na co dzień jemy, może mieć związek z rozwojem i przebiegiem schizofrenii? Badania naukowców Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu (UMW) wskazują, że oś jelita-mózg odgrywa w zaburzeniach psychotycznych większą rolę, niż moglibyśmy się spodziewać. Zespół jako pierwszy opisał też wpływ doświadczeń traumatycznych na mikrobiotę oraz wykazał, że jej skład jest odmienny u osób ze schizofrenią deficytową.

Naukowcy z Katedry i Kliniki Psychiatrii UMW zakończyli projekt, na który otrzymali ponad milion złotych z konkursu OPUS organizowanego przez Narodowe Centrum Nauki. Przez cztery lata analizowali związki między mikrobiotą a schizofrenią, w tym schizofrenią deficytową.

– Schizofrenię deficytową charakteryzują nie tylko omamy czy urojenia, ale również uporczywe objawy negatywne, takie jak apatia, wycofanie społeczne czy spłycenie emocji, które występują także w czasie stabilizacji choroby. Pacjenci mają poważne problemy z codziennym funkcjonowaniem, a ich leczenie jest o wiele trudniejsze niż w przypadku schizofrenii niedeficytowej – mówi prof. Błażej Misiak, kierownik Katedry i Kliniki Psychiatrii UMW oraz szef projektu.

Wpływ drobnoustrojów na ośrodkowy układ nerwowy

Choć zaburzenia psychotyczne kojarzą się głównie z mózgiem, psychiatrzy na całym świecie od kilku dekad badają, czy szlak komunikacyjny między układem pokarmowym a ośrodkowym układem nerwowym (tzw. oś jelita-mózg) może mieć wpływ na rozwój i przebieg chorób psychicznych. Coraz częściej ich uwagę zwraca mikrobiota, czyli biliony drobnoustrojów zamieszkujących przewód trawienny.

– U osób z zaburzeniami psychotycznymi, w tym ze schizofrenią, obserwujemy szereg zmian biologicznych także poza ośrodkowym układem nerwowym – wyjaśnia kierownik projektu. – Występuje u nich na przykład subkliniczny stan zapalny, nieprawidłowy lipidogram (czyli niewłaściwe wartości cholesterolu i trójglicerydów) oraz zaburzenia metaboliczne, takie jak podwyższony poziom homocysteiny, glukozy i insuliny – widoczne także u osób z prawidłową masą ciała. Takie parametry skłaniają do poszukiwania nowych mechanizmów związanych z patogenezą psychozy, w tym zmian w mikrobiocie i przepuszczalności bariery jelitowej, które mogą wpływać na funkcjonowanie mózgu.

Badali krew, kał oraz styl życia

Sprawdzenie tej hipotezy było celem wrocławskich badaczy. W ich projekcie wzięło udział 115 osób ze zdiagnozowaną schizofrenią (w tym schizofrenią deficytową) oraz 120 osób z grupy kontrolnej w wieku 18-65 lat. Dodatkową grupą były osoby z rozpoznaniem pierwszego epizodu psychozy (FEP).

Uczestnicy przeszli badania psychiatryczne oraz zostali poddani testom funkcji poznawczych, które służą m.in. ocenie pamięci, koncentracji czy logicznego myślenia. Zebrano od nich też informacje na temat stylu życia, w tym przestrzegania zasad diety śródziemnomorskiej uznawanej za prozdrowotną. – Dieta, aktywność fizyczna, waga, stres czy palenie tytoniu mają bardzo duży wpływ na skład mikrobioty, dlatego te dane były nam niezbędne – dodaje prof. Błażej Misiak.

W badaniach biologicznych wykorzystano próbki kału oraz surowicę krwi. W kale oznaczano bakterie jelitowe oraz markery odpowiedzialne za stan zapalny w jelicie i przepuszczalność bariery jelitowej (zonulinę i kalprotektynę). Krew badano pod kątem parametrów metabolicznych i – ponownie – markerów stanu zapalnego.

W pierwszym etapie naukowcy porównali wyniki pacjentów z FEP z wynikami osób zdrowych. Po 24 tygodniach leczenia farmakologicznego badania zostały powtórzone. Wyniki nie wskazały, aby przyjmowane leki miały wpływ na skład mikrobioty, choć zespół dopuszcza, że do wykrycia zmian mogła być potrzebna większa grupa.

Traumy wpływają na skład mikrobioty

– Mikrobiota różniła się jednak proporcjami. U pacjentów ze schizofrenią częściej występowały bakterie kwasu mlekowego (Lactobacillus, Limosilactobacillus), które w nadmiarze mogą niekorzystnie wpływać na metabolizm, odporność oraz procesy poznawcze – tłumaczy profesor. – Jednocześnie u chorych było mniej bakterii z rodzaju Paraprevotella i Faecalibacterium, które odpowiadają za metabolizm błonnika pokarmowego oraz produkcję krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych. Mają one właściwości przeciwzapalne oraz pozytywnie wpływają na zdrowie jelit i układ odpornościowy.

Badacze z Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu – jako pierwsi na świecie – wykazali także związek między doświadczeniami traumatycznymi a składem mikrobiomu jelitowego pacjentów ze schizofrenią, co może świadczyć o wpływie stresu na rozwój choroby.

– Wydarzenia traumatyczne, zwłaszcza te, które mają miejsce w dzieciństwie lub okresie dojrzewania, są jednym z najlepiej udokumentowanych czynników rozwoju zaburzeń psychotycznych. Dotychczasowe doniesienia wskazują, że u chorych na schizofrenię występuje większe nasilenie stanu zapalnego oraz inne zaburzenia neurobiologiczne – mówi kierownik projektu. – Nasze badania pokazują natomiast, że traumy prawdopodobnie wpływają na mikrobiotę poprzez wyższy poziom bakterii kwasu mlekowego, co może sprzyjać wspomnianym nieprawidłowościom. Niemniej jednak są to bardzo wstępne obserwacje, które wymagają potwierdzenia w badaniach podłużnych i eksperymentalnych.

Naukowcy wykorzystali sztuczną inteligencję

Podczas prac zespół wykorzystał uczenie maszynowe, które coraz częściej stosowane jest w badaniach mikrobioty obejmujących obszerne i złożone zbiory danych. Sztuczna inteligencja pomogła wskazać bakterie i markery, które najbardziej różnicowały grupy uczestniczące w projekcie. AI okazała się szczególnie przydatna w czasie analizy wyników pacjentów ze schizofrenią deficytową, bo w ich przypadku rozbieżności okazały się o wiele większe.

– Znaleźliśmy 14 rodzajów bakterii różnicujących mikrobiom chorych na schizofrenię deficytową od mikrobiomu pacjentów ze schizofrenią niedeficytową oraz osób zdrowych, kontrolując zmienne związane ze stylem życia, w tym dietę. Większość z nich miała wyższe rozpowszechnienie – podkreśla prof. Błażej Misiak. – Jak dotąd w literaturze naukowej nie publikowano wyników takich prac, a niewątpliwie mają one znaczenie dla dalszego rozwoju badań w tym obszarze, a w przyszłości być może także dla personalizacji leczenia.

Dodatkowo u osób ze schizofrenią deficytową stwierdzono podwyższone stężenie białka C-reaktywnego o wysokiej czułości (hsCRP) oraz interleukiny 1β (IL-1β) – markerów ostrego lub przewlekłego stanu zapalnego, co wiązało się z niższym poziomem funkcjonowania poznawczego oraz większym nasileniem objawów negatywnych.

Szansa na rozwój nowych terapii

– Wyniki naszych badań mogą pomóc w opracowaniu nowych strategii leczenia oraz poprawie wyników terapii farmakologicznej uwzględniającej wpływ mikrobioty na zaburzenia psychotyczne – uważa kierownik Katedry i Kliniki Psychiatrii UMW. – Dowodzą też, jak bardzo zdrowie fizyczne i psychiczne wzajemnie się przenikają. Nie od dziś wiadomo przecież, że bakterie jelitowe mogą uczestniczyć w regulacji i produkcji serotoniny, która wpływa na dobry nastrój.

Czy zmiana diety i stylu życia uwolni nas od zaburzeń psychicznych? – Na pewno nie jest to takie proste, ale pojawiło się pole do nowych badań klinicznych – ocenia prof. Błażej Misiak. Trudno przewidzieć, co będzie za kilka lat, ale już dziś Światowa Federacja Towarzystw Psychiatrii Biologicznej (World Federation of Societies of Biological Psychiatry – WFSBP) wstępnie rekomenduje stosowanie probiotyków jako leczenia uzupełniającego depresji.