Sommige gezonde vissen hebben bacteriën in hun hersenen

Sommige vissen hebben bacteriën op de hersenen.

Wilde en in het laboratorium gekweekte leden van de zalmenfamilie, waaronder de Europese regenboogforel, Chinookzalm en Gilaforel, dragen actieve microbiële gemeenschappen in zich binnen hun hersenen, zo melden onderzoekers op 18 september in Science Advances. In het laboratorium gekweekte regenboogforellen (Oncorhynchus mykiss) halen mogelijk meer dan de helft van hun bacteriën uit hun bloed en darmen, wat suggereert dat microben uit andere delen van het lichaam de bloed-hersenbarrière kunnen passeren om het orgaan te koloniseren.

Er wordt gedacht dat dierlijke hersenen vrij zijn van bacteriën, waarbij invasie meestal wordt gekoppeld aan ziekte (SN: 3/1/23). Een groeiend aantal onderzoeken laat bijvoorbeeld zien dat bacteriën die de hersenen binnendringen kunnen worden gelinkt aan aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer bij mensen. Maar het nieuwe bevinding geeft aan dat bacteriën niet noodzakelijk slecht nieuws zijn voor vissenhersenen. Over het algemeen lijken de dieren gezond te zijn ondanks de aanwezigheid van microben in hun schedels.

De hersenbacteriën kunnen vissen helpen om microbiële signalen in de omgeving te detecteren, zegt Irene Salinas, een evolutionaire immunoloog aan de Universiteit van New Mexico in Albuquerque. Dit zou migrerende vissen kunnen helpen bij het navigeren van rivieren.

Salinas en collega's onderzochten regenboogforel-hersenmonsters op bacteriën, waarbij ze eerst het bloed uit de lichamen van de dieren verwijderden om besmetting te voorkomen. Tellingen van genetisch materiaal uit vier hersengebieden toonden aan dat vissenhersenen vergelijkbare niveaus van bacteriën hadden als de milt, maar duizend keer minder dan in hun darmen. Wilde regenboogforellen, Atlantische zalm, Chinookzalm en Gilaforel hebben ook hersenmicrobiomen, maar met verschillende gemeenschappen dan bij in het lab gekweekte forellen en in verschillende hoeveelheden, mogelijk afkomstig uit verschillende organen.

Het team isoleerde en kweekte in totaal 54 stammen uit laboratoriumgekweekte vissen, waaruit bleek dat het microbioom actief is in de hersenen. Genetische analyses toonden ook aanwijzingen dat bacteriën zich aanpassen aan het leven in de hersenen, inclusief structuren die mogelijk helpen bij het passeren van de bloed-hersenbarrière. Of de microben zich voor de lange termijn nestelen of dat de populaties voortdurend worden aangevuld vanuit andere organen is nog onduidelijk.    

Hersenenbacteriën zijn echter niet altijd gunstig voor vissen. Volwassen Chinookzalmen kunnen opbouw van amyloïd-bèta hebben, het eiwit dat betrokken is bij Alzheimer, en hebben de neiging om meer bacteriën te hebben dan jongeren naarmate de volwassenen de dood naderen. Net zoals de darmmicroben uit balans kunnen raken, is het mogelijk dat soms "microbiota in de hersenen uit balans kunnen raken" en problemen voor de dieren kunnen veroorzaken, zegt Salinas.  

Toch roepen de bevindingen vragen op of bacteriën in de hersenen een unieke eigenschap is van vissen, of dat andere gewervelde dieren ook vol zitten met bacteriën. En als het gaat om vissen, "er is veel diversiteit aan verschillende vissen op de planeet," zegt Salinas. Misschien hebben diepzeevissen of haaien unieke bacteriën in hun hersenen die hen helpen zich aan te passen aan hun omgeving.