Changes in aggressive behavior due to dysbiosis of host gut microbiota

तकनीकी सारांश: मेजबान की आंत के सूक्ष्मजीवों (माइक्रोबायोटा) के असंतुलन (डिस्बायोसिस) के कारण आक्रामक व्यवहार में परिवर्तन

समस्या का विवरण
आक्रामक व्यवहार, हालांकि सामान्य सामाजिक संपर्क का एक घटक है, एक गंभीर रुग्ण स्थिति के रूप में प्रकट हो सकता है जिसके गंभीर सामाजिक और व्यक्तिगत परिणाम होते हैं। यद्यपि आक्रामकता के न्यूरोबायोलॉजिकल आधार (हाइपोथैलेमस, मोनोअमीन और हार्मोन शामिल हैं) आंशिक रूप से समझे गए हैं, लेकिन इसके आवश्यक कारण अभी भी अस्पष्ट हैं। हालिया शोध ने "माइक्रोबायोटा-गट-ब्रेन एक्सिस" को एक नवीन तंत्र के रूप में प्रस्तावित किया है, जो यह सुझाव देता है कि आंत का माइक्रोबायोटा मेजबान के व्यवहार को प्रभावित करता है। लेखकों और अन्यों द्वारा किए गए पिछले अध्ययनों ने संकेत दिया था कि जर्म-फ्री (GF) चूहों में विशिष्ट रोगजनक-मुक्त (SPF) चूहों की तुलना में अधिक आक्रामकता देखी जाती है, और GF चूहों का प्रारंभिक जीवन में उपनिवेशीकरण (कन्वेंशनलइज़ेशन) इस आक्रामकता को कम कर सकता है। हालांकि, यह स्पष्ट नहीं है कि वयस्कता में एंटीबायोटिक दवाओं के माध्यम से (डिस्बायोसिस उत्पन्न करके) पहले से स्थापित आंत के माइक्रोबायोटा को बाधित करने से बाद में आक्रामक व्यवहार में बदलाव आएगा या नहीं।

कार्यप्रणाली (मेथोडोलॉजी)
इस अध्ययन में एक स्थिर गट एनवायरनमेंट में एंटीबायोटिक-प्रेरित डिस्बायोसिस और आक्रामकता के बीच कारण संबंध की जांच करने के लिए गनोटोबियोटिक माउस मॉडल का उपयोग किया गया।

• पशु मॉडल: मेल BALB/c चूहे जर्म-फ्री (GF) पूर्वजों से प्राप्त किए गए थे। इन चूहों को 4 सप्ताह की आयु में SPF चूहों के मल को मौखिक रूप से प्रशासित करके "एक्स-जर्म-फ्री" (Ex-GF) चूहों में परिवर्तित किया गया था, जिसके बाद स्वदेशी आंत माइक्रोबायोटा के साथ दूसरी पीढ़ी स्थापित करने के लिए प्रजनन कराया गया।
• प्रायोगिक डिजाइन: 6 सप्ताह की आयु में, जब आंत का माइक्रोबायोटा स्थिर माना जाता था, Ex-GF चूहों को दो समूहों में विभाजित किया गया:
  1. नियंत्रण समूह (Control Group): जिन्हें मानक पीने का पानी दिया गया।
  2. उपचार समूह (Ex-GF SM): जिन्हें छह दिनों के लिए स्ट्रेप्टोमाइसिन (1 mg/mL) से युक्त पीने का पानी दिया गया। स्ट्रेप्टोमाइसिन का चयन विशेष रूप से एरोबिक और ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया को लक्षित करने वाले एक एमीनोग्लाइकोसाइड एंटीबायोटिक के रूप में किया गया था, जो एनारोबिक बैक्टीरिया को काफी हद तक सुरक्षित रखता है।
• व्यवहार संबंधी मूल्यांकन: 8 सप्ताह की आयु में, एक सख्त एसेप्टिक ओपन-फील्ड एरिना में आक्रामक व्यवहार का मूल्यांकन किया गया। चूहों को बधिया किए गए विरोधियों (प्रतिद्वंद्वी आक्रामकता को कम करने और मूल्यांकन को स्पष्ट करने के लिए) के साथ जोड़ा गया। 10 मिनट की अवधि में विशिष्ट व्यवहारों के आधार पर आक्रामकता का गुणात्मक मूल्यांकन किया गया: काटना, कुश्ती करना, पूंछ हिलाना, आक्रामक ग्रूमिंग और पीछा करना।
• माइक्रोबायोटा विश्लेषण: व्यवहार परीक्षण के तुरंत बाद, बैक्टीरिया की आबादी को मापने के लिए सेकल (cecal) सामग्री एकत्र की गई। एरोबिक बैक्टीरिया को ट्रिप्टिकेस सोया आगर पर और कुल बैक्टीरिया को बीएल (BL) आगर पर संवर्धित किया गया।
• सांख्यिकीय विश्लेषण: डेटा का विश्लेषण मैन-व्हिटनी यू टेस्ट (Mann-Whitney U test) का उपयोग करके किया गया, जिसमें महत्व (significance) को P < 0.05 पर निर्धारित किया गया।

मुख्य परिणाम

• व्यवहार संबंधी परिणाम: न तो स्ट्रेप्टोमाइसिन-उपचारित समूह (Ex-GF SM) और न ही गैर-उपचारित नियंत्रण समूह ने 10 मिनट की अवलोकन अवधि के दौरान कोई आक्रामक व्यवहार संबंधी लक्षण प्रदर्शित किए। अध्ययन में दोनों समूहों के बीच आक्रामकता के स्तर में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं पाया गया।
• माइक्रोबायोटा व्यवधान: स्ट्रेप्टोमाइसिन के प्रशासन ने सफलतापूर्वक डिस्बायोसिस उत्पन्न किया। उपचारित समूह के सेकम में एरोबिक बैक्टीरिया की संख्या नियंत्रण समूह के 1/1000वें हिस्से तक काफी कम हो गई (P = 0.002)। मुख्य कमी एन्टेरोबैक्टीरियासी (Enterobacteriaceae) परिवार में देखी गई।
• कुल बैक्टीरियल लोड: एरोबिक बैक्टीरिया में भारी कमी के बावजूद, कुल बैक्टीरिया (एनारोबिक्स सहित) की संख्या दोनों समूहों के बीच महत्वपूर्ण रूप से भिन्न नहीं थी (P = 0.699)।

महत्व और दावे
लेखक निष्कर्ष निकालते हैं कि एरोबिक बैक्टीरिया को लक्षित करने वाले एंटीबायोटिक्स के माध्यम से पहले से स्थापित माइक्रोबियल समुदाय वाले चूहों में आंत के माइक्रोबायोटा को बाधित करने से आक्रामक व्यवहार नहीं बढ़ता है। अध्ययन कई प्रमुख निहितार्थ प्रस्तुत करता है:

1. हस्तक्षेप के लिए महत्वपूर्ण अवधि: निष्कर्ष बताते हैं कि आक्रामकता पर आंत के माइक्रोबायोटा का प्रभाव प्रारंभिक विकास के दौरान सबसे महत्वपूर्ण होता है। एक बार जब माइक्रोबायोटा स्थिर हो जाता है (चूहों में लगभग 8 सप्ताह की आयु में), तो बाद का एंटीबायोटिक-प्रेरित डिस्बायोसिस (विशेष रूप से वह जो एनारोबिक्स को सुरक्षित रखता है) आक्रामकता को नहीं बदलता है।
2. एनारोबिक्स की भूमिका: व्यवहार में बदलाव की कमी का कारण एनारोबिक बैक्टीरिया, जैसे कि बिफिडोबैक्टीरिया (Bifidobacteria) का संरक्षण हो सकता है, जो तनाव प्रतिक्रियाओं और व्यवहार को नियंत्रित करने के लिए जाने जाते हैं। अध्ययन पूर्व कार्य का संदर्भ देता है जो इंगित करता है कि बिफिडोबैक्टीरियम इन्फेंटिस (Bifidobacterium infantis) GF चूहों में हाइपरएक्टिविटी और तनाव प्रतिक्रियाओं को कम कर सकता है।
3. नैदानिक निहितार्थ: लेख सुझाव देता है कि मानव अनुप्रयोगों के लिए, विशेष रूप से शिशुओं में, एंटीबायोटिक दवाओं के उपयोग का समय महत्वपूर्ण है। आक्रामकता के जोखिम को रोकने के लिए विकास के प्रारंभिक चरण में आंत के माइक्रोबायोटा को स्थिर करना आवश्यक हो सकता है। इसके विपरीत, स्थिर माइक्रोबायोम वाले व्यक्तियों में ऐसे एंटीबायोटिक्स का उपयोग जो एनारोबिक बैक्टीरिया को लक्षित नहीं करते हैं, आक्रामकता के जोखिम को नहीं बढ़ाता है।
4. मातृ प्रभाव: लेखक इस बात पर जोर देते हैं कि संतान के माइक्रोबायोटा के स्वस्थ विकास के लिए मातृ आंत माइक्रोबायोटा की स्थिरता अत्यंत महत्वपूर्ण है, जो बदले में भविष्य के आक्रामकता स्तरों को प्रभावित करती है।

सीमाएं
लेखक स्वीकार करते हैं कि अध्ययन एक स्टेराइल आइसोलेटर वातावरण में किया गया था, जो इसके गैर-स्टेराइल सेटिंग्स में सामान्यीकरण को सीमित कर सकता है। इसके अतिरिक्त, स्टेराइल वातावरण बनाए रखने के लिए बधिया किए गए विरोधियों का उपयोग एक पद्धतिगत आवश्यकता थी, हालांकि लेखक तर्क देते कि चूंकि बधिया किए गए चूहों में आक्रामकता का अभाव था, इसलिए इसने परिणामों को पक्षपाती नहीं बनाया। अंत में, अध्ययन नोट करता है कि आक्रामकता और आंत के माइक्रोबायोटा के बीच के संबंध को कारण संबंध (causality) को पूरी तरह से स्थापित करने के लिए अतिरिक्त पशु मॉडलों के माध्यम से और अधिक सत्यापन की आवश्यकता है।