Ljudski mikrobiom uključuje genetski materijal više od 100 triliona sićušnih mikroorganizama — gljivica, kvasca, bakterija, pa čak i virusa, od kojih većina visi u našem gastrointestinalnom traktu kako bi služila kao čuvari našeg zdravlja. Ali kada zdrav mikrobiom ustupi mjesto neravnoteži – “patobiomu” – može se pojaviti bilo koji broj zdravstvenih problema – od reumatoidnog artritisa do bakterijske vaginoze. Novi podaci objavljeni ovog mjeseca u časopisu Granice u ćelijskoj i infektivnoj mikrobiologijiistraživača na Drexel’s College of Medicine, daje više dokaza o mogućnosti da razvoj patobioma u mozgu može uzrokovati neke oblike Alchajmerove i srodne demencije.
Kada biomi postanu nezdravi, bilo invazijom vanjskih patogena, ili velikom promjenom relativnog broja prisutnih mikrobnih vrsta, dolazi do disbioze ili neravnoteže u mikrobioti. Ova disbioza može promijeniti ljudski metabolizam i uzrokovati upalu, što je povezano s oštećenjem tkiva koje se vidi kod ulceroznog kolitisa, reumatoidnog artritisa i mnogih drugih kroničnih upalnih bolesti.
Proučavajući 130 uzoraka iz doniranih mozgova 32 osobe — 16 s Alchajmerom i 16 kontrolnih grupa bez te bolesti, Drexel istraživači su otkrili bakterijsku floru u svim mozgovima — ali Alchajmerov mozak pokazao je duboko različite bakterijske profile u odnosu na njihovu starost -podudarne kontrole.
Grupa je koristila sekvenciranje gena ribosomalne RNK pune dužine 16s, tehniku koja može otkriti bilo koju i sve bakterijske vrste prisutne u uzorku. U ovom procesu, istraživači su precizirali skupove bakterija specifične za bolest u gotovo svim mozgovima zahvaćenim Alchajmerovom bolešću, sugerirajući da su ove grupe bakterija jaki prediktori bolesti.
Autori su otkrili pet moždanih mikrobioma, četiri za koja se pretpostavlja da su prisutna u različito vrijeme u evoluciji mozga oboljelog od Alchajmerove bolesti. Autori su rekli da je vjerovatno da opaženi Alchajmerovi mikrobiomi evoluiraju kako bi postali patogeniji kako bolest napreduje, a kasniji stadiji okarakterisani kao patobiomi. Autori pretpostavljaju da mozak počinje sa zdravim biomom, ali kako se bolest razvija, zdravi biom se zamjenjuje jer novi skup mikroba zamjenjuje originalne zdrave s eventualnim pojavom Alchajmerovog patobioma.
Uzorci iz oba seta uzoraka mozga uzeti su iz frontalnog i temporalnog režnja i entorhinalnog korteksa. Na osnovu nasumične distribucije mikrobioma koji zahtijevaju isporuku po cijelom mozgu, rezultati su bili u skladu s neuspjehom u jednoj ili više moždanih mreža; međutim, prerano je reći da li su uočeni obrasci distribucije rezultat nepropusne krvno-moždane barijere, glimfatičkog sistema mozga ili sinaptonemskog prijenosa koji je omogućio bakterijama, uključujući Cutibacterium acnes (ranije zvao Proprionibacterium acnes), Methylobacterium, Bacillus, Caulobacter, Delftia i Variovora da uđe u mozak. U uzorcima mozga Alchajmerove bolesti, primijetili su istraživači, čini se da su ove patogene bakterije nadjačale i zamijenile Comamonas sp. bakterije, koje su povezane s mozgom bez demencije.
„Možda uništenje Comamonas bakterije, dio zdravog mikrobioma mozga, prvi su znak nadolazeće demencije”, rekao je Garth D. Ehrlich, dr, profesor na Medicinskom fakultetu, koji je bio viši autor rada. “Sada dolazimo do pitanja koja će voditi buduća istraživanja, ali hipoteza je mnogo. Krivac bi mogao biti bakterija ili nešto drugo — poput gljivica, parazita ili virusa — u isto vrijeme.”
Kada pacijent ima Alchajmerovu bolest, dolazi do upale u mozgu koju karakteriziraju naslage amiloida beta koje nastaju povećanjem proizvodnje A? peptid (antimikrobni peptid, koji je dio urođenog imunološkog odgovora) koji rezultira amiloidnim plakovima u mozgu. Slično, Alchajmerovu bolest karakteriziraju tau proteinske zamršenosti koje se nalaze u stanicama koje karakterizira abnormalna fosforilacija koja na kraju dovodi do uništenja sinapsi i neurona, ali za koje je također pokazano da pomažu u zaustavljanju širenja patogena u mozgu.
Ove patologije orijentirane na proteine - poznate kao “hipoteza amiloidne kaskade” – bile su glavni fokus istraživanja Alchajmera decenijama. Nedavno, studije dovode u pitanje taj model sugerirajući ulogu bakterija, gljivica i virusa, te imunološkog sistema i upale mozga, što neki istraživači nazivaju “hipotezom patogena”.
“Višestruke studije su sada pokazale prisustvo bakterija u mozgu oboljelom od Alchajmerove bolesti”, rekao je Jeffrey Lapides, dr, vanredni profesor na Medicinskom fakultetu i viši autor studije. „Možda plakovi, čiji sastojci imaju antimikrobna svojstva in vitro, nisu direktan uzrok Alchajmerove bolesti, već su odgovor na bakterije u mozgu – neke benigne, neke patogene, koje možda uzrokuju oštećenja koja još nisu rezultirala kognitivni deficiti, što ih čini dijelom patobioma.”
Ovaj jedinstveni skup bakterija koji se nalazi u mozgu oboljelom od Alchajmerove bolesti također se često nalazi u mozgu oboljelom od neurodegenerativne bolesti amiotrofična lateralna skleroza ili ALS – što sugerira da ovaj skup bakterija može doprinijeti više od jedne neurološke bolesti.
Sljedeći korak za ovo istraživanje, prema autorima, je proučavanje mogućih doprinosa drugih mikroba i otkrivanje šta se, fiziološki, dogodilo u mozgu kako bi se ovaj mikrobiom promijenio tokom vremena.
“Razvoj Alchajmerove i drugih demencija je složen i vjerovatno uključuje interakciju mnogih sistema”, rekao je Ehrlich. “Vjerujem u to da što više infekcija dobijete u mozgu, to je veći rizik od Alchajmerove bolesti. Postoji mnogo patogena koji vjerovatno povećavaju rizik. Ovaj patobiom nije cijeli odgovor, ali je dio slagalice.”
Točna lokacija problematičnih bakterija u mozgu također je otvoreno pitanje, prema timu. Istraživači moraju preciznije znati gdje se bakterije nalaze kako bi bolje razumjeli ulogu koju imaju. Autori su otkrili da kada se nezdravi patobiom nalazi u frontalnom režnju, vjerovatnoća prisutnosti Alchajmerove bolesti je vrlo visoka. Manje je vjerovatno da će se razviti u temporalnom režnju.
Uprkos mnogim nepoznanicama, autori su rekli da je ovo značajan korak naprijed za proučavanje mikrobioma.
“Snaga našeg rada je i u kombinaciji revolucionarne tehnologije sekvenciranja i najnaprednijih i najinovativnijih statističkih pristupa”, rekao je glavni autor dr Yves Moné, naučni saradnik na Medicinskom fakultetu. “Analiza podataka o mikrobiomu je notorno izazovna bez ikakvog zlatnog standarda i ovaj rad bi mogao značajno doprinijeti polju analize podataka o mikrobiomu.”
Procjenjuje se da 6,7 miliona Amerikanaca ima Alchajmerovu bolest i očekuje se da će se taj broj otprilike udvostručiti do 2050. godine, prema Alchajmerovom udruženju. Nacionalni instituti za zdravlje povećali su sredstva za istraživanje demencije i Alchajmerove bolesti posljednjih godina, trenutno posvećujući 3,7 milijardi dolara godišnji budžet za dijagnozu i razvoj lijekova, zajedno sa drugim studijama o drugim mogućim terapijama.
Ehrlich i kolege su članovi Alzheimerove Pathobiome Initiative, novoformirane grupe istraživača koji razvijaju pilot studije koje traže infekcije kod demencije i Alchajmerove bolesti, s konačnim ciljem da se otkrije da li se zaraženim pacijentima daju antimikrobni lijekovi prije početka bolesti. simptomi usporavaju ili sprečavaju simptome bolesti.
Rad je finansiran od strane projekta Oskar Fischer, filantropije koju je finansirao dr James Truchard, te iz Bill and Marion Cook fondacije i Drexel’s College of Medicine.
Izvor: www.sciencedaily.com
Pratite nas na Facebook-u | Twitter-u | YouTube-u
WPAP (8847)
