Lo studio di laboratorio, pubblicato sulla rivista iScience , suggerisce che la penicillina cambia il microbioma - i trilioni di microrganismi benefici che vivono dentro e sui nostri corpi - così come l'espressione genica, che consente alle cellule di rispondere al suo ambiente mutevole, in aree chiave del cervello in via di sviluppo. I risultati suggeriscono di ridurre l'uso diffuso di antibiotici o di utilizzare alternative quando possibile per prevenire problemi di sviluppo neurologico.
La penicillina e i medicinali correlati (come l'ampicillina e l'amoxicillina) sono gli antibiotici più utilizzati nei bambini di tutto il mondo. Negli Stati Uniti, il bambino medio riceve quasi tre cicli di antibiotici prima dei 2 anni. Tassi di esposizione simili o maggiori si verificano in molti altri paesi. "Il nostro lavoro precedente ha dimostrato che l'esposizione di animali giovani agli antibiotici modifica il loro metabolismo e la loro immunità. Il terzo importante sviluppo nei primi anni di vita coinvolge il cervello. Questo studio è preliminare ma mostra una correlazione tra l'alterazione del microbioma e i cambiamenti nel cervello che dovrebbero essere ulteriori esplorato, ", ha affermato l'autore principale Martin Blaser, direttore del Center for Advanced Biotechnology and Medicine a Rutgers.
Lo studio ha confrontato i topi che sono stati esposti alla penicillina a basso dosaggio in utero o subito dopo la nascita con quelli che non sono stati esposti. Hanno scoperto che i topi trattati con penicillina hanno sperimentato cambiamenti sostanziali nel loro microbiota intestinale e hanno alterato l'espressione genica nella corteccia frontale e nell'amigdala, due aree chiave del cervello responsabili dello sviluppo della memoria e delle risposte alla paura e allo stress.
Un numero crescente di prove collega i fenomeni nel tratto intestinale con la segnalazione al cervello, un campo di studio noto come "asse intestino-cervello". Se questo percorso è disturbato, può portare a un'alterazione permanente della struttura e della funzione del cervello e possibilmente portare a disturbi neuropsichiatrici o neurodegenerativi nella tarda infanzia o nell'età adulta.
La prima infanzia è un periodo critico per il neurosviluppo. Negli ultimi decenni, c'è stato un aumento dell'incidenza dei disturbi del neurosviluppo infantile, compreso il disturbo dello spettro autistico, disturbo da deficit di attenzione/iperattività e disturbi dell'apprendimento. Sebbene una maggiore consapevolezza e diagnosi siano probabilmente fattori che contribuiscono, anche le interruzioni dell'espressione genica cerebrale nelle prime fasi dello sviluppo potrebbero essere responsabili".
Martin Blaser, Direttore del Center for Advanced Biotechnology and Medicine a Rutgers
Sono necessari studi futuri per determinare se gli antibiotici influiscono direttamente sullo sviluppo del cervello o se le molecole del microbioma che viaggiano verso il cervello disturbano l'attività genica e causano deficit cognitivi.
Lo studio è stato condotto insieme a Zhan Gao alla Rutgers e all'ex studentessa laureata di Blaser Anjelique Schulfer, così come Angelina Volkova, Kelly Ruggles e Stephen Ginsberg alla New York University, che hanno tutti svolto ruoli importanti in questo progetto congiunto Rutgers-New York University.
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