Đường tiêu hóa và hệ thần kinh được kết nối chặt chẽ bởi một hệ thống hai chiều phức tạp trong đó ruột và hệ thần kinh trung ương và ruột tương tác với nhau, tham gia vào các hoạt động thần kinh, nội tiết và miễn dịch.
Mối liên hệ giữa hệ tiêu hóa và hệ thần kinh
Hệ vi sinh vật đường ruột gần đây đã được mô tả là thành phần thứ ba của trục não-ruột. Hệ vi sinh vật đường ruột bao gồm nhiều loài vi khuẩn khác nhau và góp phần duy trì tính toàn vẹn của đường tiêu hóa. Sự rối loạn trong hệ vi sinh vật đường ruột (rối loạn vi khuẩn đường ruột) có thể đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh bệnh của các bệnh đường tiêu hóa (bệnh viêm ruột, hội chứng ruột kích thích, ung thư đại trực tràng, v.v. ) cũng như các rối loạn ngoài tiêu hóa (tăng huyết áp, rối loạn phổ tự kỷ, lo âu, trầm cảm và bệnh Parkinson). Các nghiên cứu lâm sàng lần đầu tiên được thực hiện trên bệnh Parkinson do tình trạng rối loạn chức năng đường ruột phổ biến ở những bệnh nhân này. Sự giảm số lượng chi chống viêm Faecalibacterium có liên quan đến sự gia tăng số lượng chi gây viêm Proteobacteria. Điều thú vị là, mức độ Enterobacteriaceae có tương quan với sự mất ổn định tư thế và các vấn đề về dáng đi. Những thay đổi trong hệ vi sinh vật có thể gây ra các hành vi giống như trầm cảm, đây là các bệnh đi kèm của các rối loạn thoái hóa thần kinh. Tình trạng loạn khuẩn tương tự cũng đã được mô tả trong các rối loạn lo âu và trầm cảm. Những quan sát lâm sàng và thí nghiệm trên mô hình động vật này hỗ trợ cho vai trò được đề xuất của hệ vi sinh vật đường ruột trong quá trình phát triển và tiến triển của lo âu và trầm cảm.
Mối liên quan giữa rối loạn vi khuẩn đường ruột và quá trình gây ung thư đại trực tràng
Mối liên quan giữa rối loạn vi khuẩn đường ruột và quá trình gây ung thư đại trực tràng (CRC) cũng đã được chứng minh. Các nghiên cứu metagenomic đã chỉ ra rằng vi khuẩn đường ruột có nhiều loại vi khuẩn gây ung thư hơn, chẳng hạn như Escherichia , Bacteroides và Fusobacterium , ở bệnh nhân CRC so với người khỏe mạnh. Escherichia coli sản xuất colibactin (CoPEC) là vi khuẩn gây bệnh đã được chứng minh là phổ biến hơn trong các mẫu sinh thiết của bệnh nhân ung thư đại trực tràng. so với bệnh nhân đối chứng.
Colibactin hầu như chỉ đóng đối với nhóm B2 của Escherichia coli ( E. coli ) bao gồm E. coli gây bệnh ngoài ruột là tác nhân gây bệnh phổ biến nhất của nhiễm trùng đường tiết niệu và rất thường gặp trong viêm màng não và nhiễm trùng huyết ở trẻ sơ sinh. Các nghiên cứu trong ống nghiệm và trên cơ thể sống cũng đã chứng minh vai trò của Escherichia coli sản xuất colibactin và độc tố colibactin trong ung thư đại trực tràng.
Sự tham gia của hệ vi khuẩn đường ruột trong quá trình sinh bệnh ung thư đại trực tràng
Sự tham gia của hệ vi khuẩn đường ruột, đặc biệt là Enterobacteria, trong quá trình sinh bệnh ung thư đại trực tràng., lo âu và trầm cảm ngày càng trở nên rõ ràng trong những thập kỷ gần đây. Trong nghiên cứu hiện tại, chúng tôi đã chỉ ra, trong một nhóm đối tượng hạn chế, rằng các rối loạn lo âu và trầm cảm phổ biến hơn đáng kể ở những bệnh nhân ung thư ruột kết bị Escherichia coli sản xuất colibactin xâm chiếm. Điều thú vị là chúng tôi xác định rằng rối loạn tâm thần đầu tiên xảy ra vài năm trước khi chẩn đoán ung thư ruột kết, như đã báo cáo trước đây. Các triệu chứng trầm cảm nghiêm trọng đã được chứng minh là có liên quan đến việc tăng nguy cơ mắc ung thư đại trực tràng.
Những tác động tương tự đối với các hành vi giống như lo âu cũng đã được quan sát thấy trong bối cảnh gây ung thư ruột kết. các dữ liệu tiền lâm sàng chỉ ra rằng nhiễm trùng Escherichia coli sản xuất colibactin mãn tính có thể ảnh hưởng đến hành vi của vật chủ trước khi phát triển ung thư ruột kết. Các tác giả đưa ra giả thuyết rằng Escherichia coli sản xuất colibactin có thể xâm chiếm ruột của vật chủ như đã mô tả trước đây. Nhiễm trùng này có thể gây ra sự nhiễu loạn trong cân bằng ruột, có thể dẫn đến một số hậu quả đối với sự rối loạn trong trục vi khuẩn đường ruột-ruột-não.
Escherichia coli sản xuất colibactin gây ra những thay đổi trong hàng rào biểu mô ruột
Những thay đổi trong hàng rào biểu mô ruột đã được đo sau khi nhiễm trùng Escherichia coli sản xuất colibactin ở mô hình chuột. Các tác giả đã chỉ ra ở đây rằng nhiễm trùng Escherichia coli sản xuất colibactin gây ra sự gia tăng liên tục mức độ lipocalin-2 trong phân, đây là dấu hiệu của tình trạng viêm cấp độ thấp. Những rối loạn này (thay đổi hàng rào ruột và tình trạng viêm) do nhiễm trùng Escherichia coli sản xuất colibactin gây ra là những con đường đã biết liên quan đến hành vi giống như lo lắng và trầm cảm cho thấy rằng nhiễm trùng Escherichia coli sản xuất colibactin có thể đóng một vai trò trong sinh lý bệnh của những rối loạn này. Ngoài ra, một nghiên cứu được công bố gần đây cho thấy Escherichia coli sản xuất colibactin có thể tiêu diệt các tác nhân gây bệnh đường ruột cụ thể hoặc các vi khuẩn cộng sinh trong ruột.
Tác động của Escherichia coli sản xuất colibactin lên cân bằng đường ruột có thể là tác động trực tiếp lên niêm mạc hoặc bằng cách nhắm vào hệ vi khuẩn đường ruột dẫn đến tình trạng loạn khuẩn đường ruột gây viêm. Các nghiên cứu sâu hơn sẽ được thực hiện để đánh giá tình trạng loạn khuẩn đường ruột và viêm thần kinh trong mô hình tiền lâm sàng bị nhiễm Escherichia coli sản xuất colibactin mạn tính.
Tài liệu tham khảo
1. Carabotti M, Scirocco A, Maselli MA, Severi C. The gut-brain axis: interactions between enteric microbiota, central and enteric nervous systems. Ann Gastroenterol. 2015;28:203-209.
2. Thomas S, Izard J, Walsh E, Batich K, Chongsathidkiet P, Clarke G, Sela DA, Muller AJ, Mullin JM, Albert K, Gilligan JP, DiGuilio K, Dilbarova R, Alexander W, Prendergast GC. The Host Microbiome Regulates and Maintains Human Health: A Primer and Perspective for Non-Microbiologists. Cancer Res. 2017;77:1783-1812.
3.Rondepierre F, Meynier M, Gagniere J, Deneuvy V, Deneuvy A, Roche G, Baudu E, Pereira B, Bonnet R, Barnich N, Carvalho FA, Pezet D, Bonnet M, Jalenques I. Preclinical and clinical evidence of the association of colibactin-producing Escherichia coli with anxiety and depression in colon cancer. World J Gastroenterol 2024; 30(21): 2817-2826
