Taka mysz rodzi potomstwo, którego układ odpornościowy oraz mikrobiom różni się od normalnych myszy. I okazuje się, że ma też objawy przypominające autyzm u ludzi. Przejawia deficyty poznawcze. Przejawia deficyty społeczne – woli być sama niż w towarzystwie innych myszy. Zachowuje się w sposób powtarzalny, obsesyjnie zagrzebując szklane kulki. I ma zaburzenia natury gastrojelitowej.

Mazmanian odkrył, że niektóre z tych symptomów występują w wyniku działania cząstek zwanych 4-EPS, produkowanych w nadmiarze przez zmieniony mikrobiom. Wstrzykiwanie małym, normalnym myszom 4-EPS odtwarza symptomy przypominające autyzm. Z kolei podawanie im szczepu bakterii probiotycznych z gatunku Bacteroides fragilis niweluje niektóre z tych objawów, wliczając w to zaburzenia gastrojelitowe oraz deficyty poznawcze. Ale zanim zaczniemy szukać w sklepie B. fragilis, pamiętajmy, że szczep bakterii, który przejawia dobroczynne działanie u jednego gatunku, może być śmiercionośnie szkodliwy u innego. Dopóki nie przeprowadzimy prób kontrolnych na ludziach, podawanie probiotyków w leczeniu autyzmu jest przedwczesne – a może nawet szkodliwe.

Ale oczywiście sama idea, że można wyizolować substancje chemiczne odpowiedzialne za konkretną przypadłość – nawet jeśli chodzi o chorobę mózgu – a następnie zidentyfikować bakterie, które wytwarzają lub zwalczają tę substancję, jest bardzo ekscytująca.

Nasi mikroskopijni towarzysze podróży wpływają też na to, co robimy i jak myślimy

Czasami nasze geny determinują, jakie zamieszkują w nas bakterie, a one następnie oddziałują na nasze zachowanie. Dobrze to widać u myszy pozbawionych genu o nazwie Tlr5, co powoduje wzrost temperatury ciała oraz towarzyszącą mu otyłość. Myszy bez Tlr5 zawierają drobnoustroje, które wywołują ciągłe uczucie głodu; przegrzewają się i przybierają na wadze. To, że mamy tu do czynienia z działaniem mikroorganizmów, można udowodnić za pomocą dwóch różnych eksperymentów. W pierwszym z nich przenosimy mikroby myszy pozbawionych Tlr5 do innych, normalnych pod względem genetycznym myszy, które następnie przejawiają wzrost temperatury ciała i tyją. W drugim badaniu wykorzystujemy antybiotyki do zwalczenia drobnoustrojów u myszy pozbawionych Tlr5 i obserwujemy powrót normalnego apetytu. To niesamowite, że niewielka poprawka genetyczna może stworzyć kulturę bakterii jelitowych, które wpływają na zachowanie, oraz że to zachowanie można przenieść do innego brzucha, zmieniając tym samym zachowanie gospodarza, który wcześniej zachowywał się najzupełniej normalnie.

Ale apetyt to niejedyne zachowanie, na które mają wpływ drobnoustroje. Jest nim także lęk. Wymiana mikrobów między dwoma odmiennymi genetycznie rodzajami myszy oddziałuje też na ich zachowanie w testach lękowych. Mniej lękliwe myszy, którym wszczepiono mikroby myszy bardziej nerwowych, same zaczynają przejawiać więcej zachowań lękowych. Z kolei mikroby wywodzące się od mniej lękliwych myszy mają działanie uspokajające na te, które wcześniej przejawiały więcej zachowań lękowych. Sven Pettersson, mikrobiolog w szwedzkim Karolinska Institutet, wpadł na elegancki sposób przetestowania tej reakcji.

Pettersson zaobserwował u myszy pozbawionych mikrobów – tych hodowanych w warunkach laboratoryjnych bez obecności drobnoustrojów – silniejsze zachowania lękowe niż u myszy normalnych. Ale po przeniesieniu do nich normalnych bakterii na wczesnym etapie, kilka dni po urodzeniu, wyrastały, zachowując się w ten sam sposób, co normalne myszy. Z kolei jeśli kolonizacja nastąpiła zaledwie o kilka tygodni później, zachowywały się w sposób lękliwy, jak myszy pozbawione mikrobów. Widzimy więc, że przynajmniej u myszy drobnoustroje oddziałują we wczesnym dzieciństwie, zmieniając ich zachowanie na resztę życia.

Zmianę zachowania tak u myszy, jak i u ludzi powodują też konkretne bakterie probiotyczne. Opublikowano już ponad pięćset artykułów naukowych łączących probiotyki z zachowaniem, zwłaszcza w kontekście lęku oraz depresji. Na przykład probiotyk Lactobacillus helveticus powoduje złagodzenie lęku u myszy, a Lactobacillus reuteri zmniejsza ryzyko wystąpienia infekcji u myszy odczuwających stres. Lactobacillus rhamnosus GG powoduje u myszy zaburzenia obsesyjno-kompulsywne, takie jak zakopywanie szklanych kulek. Wspominaliśmy już we fragmencie poświęconym autyzmowi, że probiotyczne szczepy Bacteroides fragilis eliminują u myszy niektóre cechy charakterystyczne dla autyzmu, w tym deficyty poznawcze i zachowania powtarzalne.