Črevný mikrobióm ako kľúčový faktor pri vzniku neurodegeneratívnych ochorení

Neurodegeneratívne ochorenia (NDD), na ktoré neexistujú známe lieky a ktorých príčiny zostávajú nejasné, spôsobujú nezvratné poškodenie mozgu a nervového systému. Výskum týchto ochorení sa zvyčajne zameriaval na mozog, ale štúdie na myšiach v posledných rokoch naznačujú, že mikrobióm zohráva úlohu aj pri vzniku a progresii niektorých NDD.

„Tieto výsledky naznačujú, že črevný mikrobióm zohráva dôležitú úlohu pri vzniku a progresii aspoň niektorých neurodegeneratívnych ochorení,“ povedal Chris Ellis, hlavný výskumník multiinštitucionálneho tímu mikrobiológov z Netellis, University of Tennessee v Knoxville a University of North Carolina v Chapel Hill.

Na výročnom stretnutí Americkej spoločnosti pre mikrobiológiu ASM Microbe títo výskumníci predstavili novú súvislosť medzi metabolitom produkovaným črevnými mikróbmi a tromi NDD u ľudí. Ich analýza naznačuje, že metabolit DHPS (2,3-dihydroxypropán-1-sulfonát) môže pomôcť odpovedať na kľúčové otázky o tom, ako môžu metabolické dráhy síry spájať mikrobióm s týmito chorobami.

DHPS nebol doteraz u ľudí zistený a výskumníci poznamenali, že metabolity produkované črevnými mikróbmi u pacientov s NDD by mohli poskytnúť cenné vodítka pre lepšie pochopenie, čo by mohlo viesť k zlepšeniu diagnostických nástrojov alebo dokonca liečby.

V predchádzajúcich štúdiách vedci zistili, že transplantácia stolice môže u myší zmierniť progresiu podobnú Alzheimerovej chorobe a keď sa myšiam podajú transplantácie stolice od ľudí s touto chorobou, zvieratá pociťujú zhoršenie pamäti.

Výskumníci vykonali novú štúdiu s cieľom určiť charakteristické bakteriálne a metabolické profily črevného mikrobiómu u ľudí s diagnózou jednej z troch neurodegeneratívnych chorôb (NDZ): amyotrofickej laterálnej sklerózy (ALS), Alzheimerovej choroby (AD) a Parkinsonovej choroby (PD). Aby získali včasné údaje o ochorení, odobrali vzorky stolice od diagnostikovaných pacientov počas ich prvých dvoch návštev u špecialistu a porovnali výsledky týchto vzoriek so vzorkami odobratými od zdravých jedincov.

Ich analýza identifikovala 19 metabolických biomarkerov neurodegenerácie vo všetkých troch skupinách s NDD; našli tiež 20 unikátnych markerov pre ALS, 16 unikátnych markerov pre Alzheimerovu chorobu a deväť unikátnych markerov pre Parkinsonovu chorobu. Medzi tieto bežné biomarkery patrili metabolity spojené s dyshomeostázou v metabolických dráhach síry.

Okrem toho vo všetkých troch skupinách ochorení zistili súvislosti s bakteriálnymi taxónmi Bilophila a Desulfovibrio, ktoré hrajú úlohu v syntéze a degradácii DHPS. Zvýšenie hladín Bilophila bolo v súlade s pozorovaním, že pacienti s Alzheimerovou chorobou, ALS a Parkinsonovou chorobou mali vo vzorkách stolice menej DHPS v porovnaní so zdravými jedincami.

Bilophila dokáže degradovať DHPS na sírovodík a akumulácia sírovodíka je spojená s mitochondriálnou dysfunkciou, o ktorej je známe, že prispieva k rozvoju NDD. Sírovodík je spájaný so známymi znakmi NDD, vrátane zápalu, oxidačného stresu a črevnej dysbiózy.

Autori naznačili, že nová štúdia zdôrazňuje DHPS ako „chýbajúci článok“ v našom súčasnom chápaní mechanizmov spájajúcich NDD s metabolizmom síry, mitochondriálnou dysfunkciou a neurozápalom.