The Effect of Antibiotics in Early Life on Brain Function and Behaviour Les effets des antibiotiques administrés en bas âge sur la fonction cérébrale et le comportement The human gastrointestinal tract is home to 100 trillion microorganisms. Research has found that these microorganisms, known as gut microbiota, play an important role in the development and normal function of our immune and nervous systems. This project will offer important insights into how antibiotics might disrupt gut microbiota and affect brain function in young children.

Brain chemistry and antibiotics

Recent evidence in animal models suggests that gut microbiota can influence brain chemistry, which can affect behaviour. However, we do not know how this occurs. We also do not know how the disruption of normal gut microbiota early in life from antibiotic use, for example, might influence brain development and potentially contribute to behavioural and/or mood disorders. 

This project will seek to offer some answers. The research team will aim to:

-understand the mechanisms underpinning the microbiome-gut-brain axis and the potential contribution of gut microbiota disruption to neurodevelopmental and behavioural disorders

-determine the long-term impact of early life disruption of the gut microbiota on brain chemistry and behaviour related to anxiety and social interaction

-delineate immune mechanisms linking the altered microbiota to behavioural changes

-identify potentially novel components of the microbiota-gut-brain axis related to antibiotic effects on brain function and behaviour

-further develop the training environment and collaborative research among the partners

Understanding the gut-brain link

The successful completion of this project will provide a greater understanding of the mechanisms underpinning the connection between gut bacteria and the brain. It will provide insight into the gut microbiota disruption's potential contribution to the development of mood and behavioural disorders. This knowledge may help researchers develop novel approaches to maintaining mental health.

Project leadership

The project lead is Paul Forsythe at McMaster University, Hamilton, Canada. His collaborators include Omry Koren, Bar-Ilan University, Israel, and Javier Bravo and Marcela Julio, Pontificia Universidad Cato¿lica de Valparai¿so, Chile.

Project funding

This project is funded through the first research competition of the Joint Canada-Israel Health Research Initiative. The Initiative is a collaboration between the Azrieli Foundation, the Canadian Institutes of Health Research, the Israel Science Foundation, and Canada's International Development Research Centre. Le tractus gastro-intestinal de l'être humain accueille 100 mille milliards de micro-organismes. La recherche a permis de constater que ces micro-organismes, qui composent la flore intestinale, jouent un rôle important dans le développement et la fonction normale de nos systèmes immunitaire et nerveux. Ce projet permettra d'obtenir d'importantes indications sur la façon dont les antibiotiques peuvent perturber la flore intestinale et affecter la fonction cérébrale chez les jeunes enfants.

La chimie du cerveau et les antibiotiques

De récentes données probantes tirées de modèles animaux donnent à croire que la flore intestinale peut influencer la chimie du cerveau, ce qui peut affecter le comportement. Toutefois, nous ignorons comment cela se produit. Nous ne savons pas non plus comment la perturbation, en bas âge, du microbiote intestinal normal par l'utilisation d'antibiotiques, par exemple, pourrait influencer le développement du cerveau et peut-être contribuer à des troubles du comportement ou de l'humeur. 

Ce projet cherchera à offrir certaines réponses. Les visées de l'équipe de recherche sont les suivantes :

-comprendre les mécanismes qui sous-tendent l'axe microbiome-intestin-cerveau et la contribution potentielle de la perturbation de la flore intestinale à des troubles de la neurologie du développement et à des troubles du comportement

-déterminer les répercussions à long terme d'une perturbation, en bas âge, de la flore intestinale sur la chimie du cerveau et sur le comportement en rapport avec l'anxiété et l'interaction sociale

-délimiter les mécanismes immunitaires qui relient la flore intestinale altérée aux changements de comportement

-cerner les éventuels éléments nouveaux de l'axe microbiote-intestin-cerveau liés aux effets des antibiotiques sur la fonction cérébrale et le comportement

-développer davantage le milieu de formation et la recherche en collaboration chez les partenaires

Comprendre le lien entre l'intestin et le cerveau

L'achèvement fructueux de ce projet permettra de mieux comprendre les mécanismes qui sous-tendent les rapports entre la flore intestinale et le cerveau. Le projet permettra de mieux comprendre la contribution potentielle des perturbations de la flore intestinale au développement de troubles de l'humeur et du comportement. Ces connaissances pourraient aider les chercheurs à mettre au point des approches novatrices du maintien de la santé mentale.

Direction du projet

Le chef du projet est Paul Forsythe, de l'Université McMaster, à Hamilton, en Ontario, au Canada. Ses collaborateurs comprennent Omry Koren, de l'Université Bar-Ilan, en Israël, et Javier Bravo et Marcela Julio, de la Pontificia Universidad Cato¿lica, à Valparaiso, au Chili.

Financement du projet

Ce projet est financé par l'entremise du premier concours de recherche du Programme conjoint canado-israélien de recherche en santé. Le programme est une collaboration entre la Fondation Azrieli, les Instituts canadiens de recherche en santé, l'Israel Science Foundation et le Centre de recherches pour le développement international, organisme canadien.