Vissa friska fiskar har bakterier i sina hjärnor

Vissa fiskar har bakterier i hjärnan.

Vilda och laboratorievuxna medlemmar av laxfamiljen, inklusive europeisk regnbågslax, chinooklax och gilatrout, har aktiva mikrobiella samhällen i sina hjärnor, rapporterar forskare den 18 september i Science Advances. Laboratorieuppfödda regnbågstrutar (Oncorhynchus mykiss) kan få mer än hälften av sina bakterier från blodet och tarmarna, vilket tyder på att mikrober från andra delar av kroppen korsar blod-hjärnbarriären för att kolonisera organet.

Djurhjärnor anses vara fria från bakterier, och invasion är vanligtvis kopplad till sjukdomar. En växande mängd forskning visar att hjärninfiltrerande mikrober kan vara kopplade till tillstånd som Alzheimers sjukdom hos människor. Men det nya fyndet tyder på att bakterier inte nödvändigtvis är dåliga nyheter för fiskhjärnor. För det mesta verkar djuren vara friska trots att de har mikrober i sina skallar.

Bakterierna i hjärnan kan hjälpa fiskar att uppfatta mikrobiella signaler i miljön, säger Irene Salinas, en evolutionär immunolog vid University of New Mexico i Albuquerque. Det kan hjälpa migrerande fiskar att navigera i floder.

Salinas och hennes kollegor undersökte regnbågstrutprover för bakterier, först genom att ta bort blodet från djurens kroppar för att undvika kontaminering. Räkningar av genetiskt material från fyra hjärnregioner visade att fiskhjärnor hade liknande nivåer av bakterier som mjältan, men tusen gånger mindre nivåer än deras tarmar. Vilda regnbågstrutar, atlantlaxar, chinooklaxar och gilatruts har också hjärnmikrobiomer, men med olika gemenskaper än laboratorievuxna fiskar och i varierande mängder möjligen hämtade från olika organ.

Teamet extraherade och odlade sammanlagt 54 isolat från laboratorievuxna fiskar och visade att mikrobiomet är aktivt i hjärnan. Genetiska analyser visade även tecken på att bakterier anpassar sig till att leva i hjärnan, inklusive att ha strukturer som kan hjälpa mikrober att passera blod-hjärnbarriären. Det är fortfarande oklart om mikroberna stannar länge eller om populationerna konstant fylls på från andra organ.

Bakterier i hjärnan är inte alltid fördelaktiga för fiskar. Vuxna chinooklaxar kan ha ansamling av amyloid-beta, proteinet som är involverat i Alzheimers, och tenderar att ha mer bakterier än juveniler när de närmar sig döden. Liknande hur tarmmikrober blir ur balans, är det möjligt att ibland kan "mikrobiotan i hjärnan bli dysreglerad" och orsaka problem för djuren, säger Salinas.

Trots det öppnar resultaten upp frågor om bakterier i hjärnan är en egenskap unik för fiskar, eller om andra ryggradsdjur också har hjärnor fulla av bakterier. När det kommer till fiskar, "finns det en stor mångfald av olika fiskar på planeten", säger Salinas. Kanske har djuphavsfiskar eller hajar unika bakterier i sina hjärnor som hjälper dem att anpassa sig till sina miljöer.