Πώς τα βακτήρια του εντέρου συνδέονται με κινητικές δεξιότητες στο Πάρκινσον

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν για πρώτη φορά μια λειτουργική σχέση μεταξύ βακτηρίων στα έντερα και της νόσου του Πάρκινσον.

Οι αλλαγές στη σύνθεση των βακτηριακών πληθυσμών του εντέρου - ή πιθανώς τα ίδια τα βακτήρια του εντέρου - συμβάλλουν ενεργά και ενδέχεται να προκαλέσουν ακόμη και στην επιδείνωση των κινητικών δεξιοτήτων που είναι το χαρακτηριστικό γνώρισμα αυτής της ασθένειας. Τα ευρήματα έχουν βαθιές επιπτώσεις στη θεραπεία του Πάρκινσον, λένε οι ερευνητές.

Η νόσος του Πάρκινσον επηρεάζει 1 εκατομμύριο ανθρώπους στις ΗΠΑ και έως και 10 εκατομμύρια παγκοσμίως, καθιστώντας το τη δεύτερη πιο κοινή νευροεκφυλιστική νόσο. Τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα περιλαμβάνουν τρόμο και δυσκολία στο περπάτημα, συσσώρευση μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται άλφα-συνουκλεΐνη (?Syn) μέσα στα κύτταρα του εγκεφάλου και του εντέρου και η παρουσία φλεγμονωδών μορίων που ονομάζονται κυτοκίνες μέσα στον εγκέφαλο. Επιπλέον, το 75 τοις εκατό των ατόμων με τη νόσο έχουν γαστρεντερικές ανωμαλίες, κυρίως δυσκοιλιότητα.

«Το έντερο είναι ένα μόνιμο σπίτι για μια διαφορετική κοινότητα ευεργετικών και μερικές φορές επιβλαβών βακτηρίων, γνωστών ως μικροβίων, που είναι σημαντικό για την ανάπτυξη και τη λειτουργία του ανοσοποιητικού και νευρικού συστήματος», λέει ο Sarkis Mazmanian, καθηγητής μικροβιολογίας στο Ινστιτούτο Καλιφόρνια Τεχνολογία.

«Είναι αξιοσημείωτο ότι το 70% όλων των νευρώνων στο περιφερικό νευρικό σύστημα - δηλαδή όχι ο εγκέφαλος ή ο νωτιαίος μυελός - βρίσκονται στα έντερα, και το νευρικό σύστημα του εντέρου συνδέεται άμεσα με το κεντρικό νευρικό σύστημα μέσω του νεύρου του κόλπου. Επειδή τα προβλήματα του γαστρεντερικού συστήματος προηγούνται συχνά των κινητικών συμπτωμάτων για πολλά χρόνια, και επειδή οι περισσότερες περιπτώσεις PD προκαλούνται από περιβαλλοντικούς παράγοντες, υποθέσαμε ότι τα βακτήρια στο έντερο μπορεί να συμβάλλουν στην PD. "


εσωτερικά εγγραφείτε γραφικό


Ποντίκια χωρίς μικρόβια

Για να το ελέγξουν αυτό, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ποντίκια που υπερπαράγουν ?Syn και εμφανίζουν συμπτώματα της νόσου του Πάρκινσον. Μια ομάδα ποντικών είχε μια πολύπλοκη κοινοπραξία βακτηρίων του εντέρου. τα άλλα, που ονομάζονται ποντίκια χωρίς μικρόβια, εκτράφηκαν σε ένα εντελώς αποστειρωμένο περιβάλλον και έτσι δεν είχαν βακτήρια του εντέρου. Οι ερευνητές έβαλαν και τις δύο ομάδες ποντικών να εκτελέσουν διάφορες εργασίες για να μετρήσουν τις κινητικές τους δεξιότητες, όπως τρέξιμο σε διαδρόμους, διασταύρωση δοκού και κατέβασμα από έναν στύλο. Τα ποντίκια χωρίς μικρόβια απέδωσαν σημαντικά καλύτερα από τα ποντίκια με πλήρες μικροβίωμα.

«Αυτή ήταν η στιγμή της« ευρείας »."

«Αυτή ήταν η στιγμή της« ευρείας », λέει ο Timothy Sampson, μεταδιδακτορικός μελετητής στη βιολογία και τη βιολογική μηχανική και πρώτος συγγραφέας της εφημερίδας στο περιοδικό Κύτταρο. «Τα ποντίκια ήταν γενετικά πανομοιότυπα. και οι δύο ομάδες έβγαζαν πάρα πολλά ?Συν. Η μόνη διαφορά ήταν η παρουσία ή η απουσία μικροχλωρίδας του εντέρου. Μόλις αφαιρέσετε το μικροβίωμα, τα ποντίκια έχουν κανονικές κινητικές δεξιότητες ακόμη και με την υπερπαραγωγή του ?Syn.

«Και τα τρία από τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα του Parkinson είχαν εξαφανιστεί στα μοντέλα χωρίς μικρόβια», λέει ο Sampson. «Τώρα ήμασταν πολύ σίγουροι ότι τα βακτήρια του εντέρου ρυθμίζουν και απαιτούνται ακόμη και για τα συμπτώματα της PD. Έτσι, θέλαμε να μάθουμε πώς συμβαίνει αυτό. "

Έκλεισε το βρόχο

Όταν τα βακτήρια του εντέρου διαλύουν τις διαιτητικές ίνες, παράγουν μόρια που ονομάζονται λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας (SCFAs), όπως οξικό και βουτυρικό. Προηγούμενη έρευνα έχει δείξει ότι αυτά τα μόρια μπορούν επίσης να ενεργοποιήσουν τις ανοσοαποκρίσεις στον εγκέφαλο.

Έτσι, οι ερευνητές υπέθεσαν ότι μια ανισορροπία στα επίπεδα των SCFA ρυθμίζει τη φλεγμονή του εγκεφάλου και άλλα συμπτώματα της PD. Πράγματι, όταν τα ποντίκια χωρίς μικρόβια τρέφονταν με SCFAs, τα κύτταρα που ονομάζονται μικρογλοία - τα οποία είναι κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος που κατοικούν στον εγκέφαλο - ενεργοποιήθηκαν. Τέτοιες φλεγμονώδεις διεργασίες μπορεί να προκαλέσουν δυσλειτουργία των νευρώνων ή ακόμα και θάνατο. Στην πραγματικότητα, ποντίκια χωρίς μικρόβια που τρέφονταν με SCFAs εμφάνισαν τώρα κινητικές αναπηρίες και συσσώρευση ?Syn σε περιοχές του εγκεφάλου που συνδέονται με την PD.

Σε ένα τελευταίο σύνολο πειραμάτων, ο Mazmanian και η ομάδα του συνεργάστηκαν με τον Ali Keshavarzian, έναν γαστρεντερολόγο στο Πανεπιστήμιο Rush στο Σικάγο, για τη λήψη δειγμάτων κοπράνων από ασθενείς με PD και από υγιείς μάρτυρες. Τα ανθρώπινα δείγματα μικροβίων μεταμοσχεύθηκαν σε ποντίκια χωρίς μικρόβια, τα οποία στη συνέχεια άρχισαν να εμφανίζουν συμπτώματα PD. Αυτά τα ποντίκια έδειξαν επίσης υψηλότερα επίπεδα SCFA στα κόπρανα τους. Τα μεταμοσχευμένα δείγματα κοπράνων από υγιή άτομα, αντίθετα, δεν πυροδότησαν συμπτώματα PD, σε αντίθεση με ποντίκια που φιλοξενούσαν βακτήρια του εντέρου από ασθενείς με PD.

«Αυτό έκλεισε πραγματικά τον βρόχο για εμάς», λέει ο Mazmanian. «Τα δεδομένα υποδηλώνουν ότι οι αλλαγές στο μικρόβιο του εντέρου είναι πιθανότατα περισσότερο από μια συνέπεια της PD. Είναι ένα προκλητικό εύρημα που πρέπει να μελετηθεί περαιτέρω, αλλά το γεγονός ότι μπορείτε να μεταμοσχεύσετε το μικρόβιο από τον άνθρωπο σε ποντίκια και να μεταφέρετε συμπτώματα υποδηλώνει ότι τα βακτήρια συμβάλλουν σημαντικά στην ασθένεια. "

Τα ευρήματα έχουν σημαντικές επιπτώσεις στη θεραπεία του Πάρκινσον, λένε οι ερευνητές.

«Για πολλές νευρολογικές καταστάσεις, η συμβατική θεραπευτική προσέγγιση είναι να βάλουμε ένα φάρμακο στον εγκέφαλο. Ωστόσο, εάν το PD δεν προκαλείται αποκλειστικά από αλλαγές στον εγκέφαλο, αλλά από αλλαγές στο μικρόβιο, τότε ίσως χρειαστεί να εισάγετε φάρμακα στο έντερο για να βοηθήσουμε τους ασθενείς, κάτι που είναι πολύ πιο εύκολο να το κάνουμε », λέει ο Mazmanian.

Τέτοια φάρμακα θα μπορούσαν να σχεδιαστούν για τη ρύθμιση των επιπέδων SCFA, την παροχή ευεργετικών προβιοτικών ή την απομάκρυνση επιβλαβών οργανισμών. "Αυτή η νέα ιδέα μπορεί να οδηγήσει σε ασφαλέστερες θεραπείες με λιγότερες παρενέργειες σε σύγκριση με τις τρέχουσες θεραπείες."

Η χρηματοδότηση προήλθε από το Ίδρυμα Larry L. Hillblom, το Ίδρυμα Knut and Alice Wallenberg, το Σουηδικό Συμβούλιο Έρευνας, τον κ. Και την κα Larry Field, το Ινστιτούτο Ιατρικής Έρευνας της Κληρονομιάς και τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας.

πηγή: caltech

Σχετικές Βιβλία:

at InnerSelf Market και Amazon