Streszczenie: Nowe badanie ujawnia związek między bakteriami jelitowymi a chorobą Parkinsona (PD). Naukowcy odkryli zmniejszenie liczby genów odpowiedzialnych za syntezę niezbędnych witamin z grupy B u pacjentów z chorobą Parkinsona, co może osłabiać barierę jelitową i prowadzić do stanu zapalnego w mózgu. Odkrycie to sugeruje, że suplementacja witaminą B może być potencjalną metodą terapeutyczną w leczeniu PD.

Kluczowe fakty:

• Zmniejszona liczba bakterii syntetyzujących witaminę B w jelitach pacjentów z chorobą Parkinsona.
• Osłabiona bariera jelitowa spowodowana niedoborem witaminy B może prowadzić do zapalenia mózgu.
• Suplementacja witaminą B może być potencjalną metodą leczenia PD.

Źródło: Uniwersytet w Nagoi

Badanie prowadzone przez Graduate School of Medicine na Uniwersytecie w Nagoya w Japonii ujawniło związek między mikroflorą jelitową a chorobą Parkinsona (PD). Naukowcy odkryli redukcję genów bakterii jelitowych odpowiedzialnych za syntezę niezbędnych witamin z grupy B B2 i B7.

Zidentyfikowali także związek między brakiem tych genów a niskim poziomem czynników pomagających utrzymać integralność bariery jelitowej. Bariera ta zapobiega przedostawaniu się toksyn do krwiobiegu, co powoduje stan zapalny obserwowany w chorobie Parkinsona.

Ich ustalenia, opublikowane w npj Choroba Parkinsonasugerują, że leczenie witaminami z grupy B w celu uzupełnienia tych niedoborów może być stosowane w leczeniu PD.

PD charakteryzuje się różnorodnymi objawami fizycznymi, które utrudniają codzienne czynności i mobilność, takimi jak drżenie, powolne poruszanie się, sztywność i problemy z równowagą. Chociaż częstość występowania PD może być różna w różnych populacjach, szacuje się, że dotyka ona około 1–2% osób w wieku 55 lat i starszych.

Mikroorganizmy występujące w jelitach, zwane ogólnie mikroflorą jelitową, wywierają duży wpływ na różne procesy fizjologiczne. W idealnych warunkach mikroflora jelitowa wytwarza SCFA i poliaminy, które utrzymują barierę jelitową, która zapobiega przedostawaniu się toksyn do krwioobiegu.

Toksyny we krwi mogą być przenoszone do mózgu, gdzie powodują stan zapalny i wpływają na procesy neurotransmisji, które są kluczowe dla utrzymania zdrowia psychicznego.

Aby lepiej zrozumieć związek między charakterystyką mikrobiologiczną jelit w chorobie Parkinsona, Hiroshi Nishiwaki i Jun Ueyama z Graduate School of Medicine Uniwersytetu w Nagoya przeprowadzili metaanalizę próbek kału od pacjentów z chorobą Parkinsona z Japonii, Stanów Zjednoczonych, Niemiec, Chin i Chin. Tajwan.

Zastosowali sekwencjonowanie metodą shotgun, technikę sekwencjonowania całego materiału genetycznego w próbce. Jest to nieocenione narzędzie, ponieważ umożliwia badaczom lepsze zrozumienie społeczności drobnoustrojów i składu genetycznego próbki.

Zaobserwowali spadek genów bakteryjnych odpowiedzialnych za syntezę ryboflawiny (witaminy B2) i biotyny (witaminy B7) u pacjentów ze zdiagnozowaną chorobą Parkinsona. Ryboflawina i biotyna, pochodzące zarówno z pożywienia, jak i mikroflory jelitowej, mają właściwości przeciwzapalne, które mogą przeciwdziałać zapaleniu układu nerwowego obserwowanemu w chorobach takich jak choroba Parkinsona.

Witaminy z grupy B odgrywają kluczową rolę w procesach metabolicznych, które wpływają na produkcję i funkcje krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA) i poliamin – dwóch czynników, które pomagają utrzymać integralność bariery jelitowej, zapobiegając przedostawaniu się toksyn do krwioobiegu. Badanie metabolitów w kale wykazało zmniejszenie obu tych metabolitów u pacjentów z PD.

Wyniki wskazują na potencjalne wyjaśnienie postępu choroby Parkinsona. „Niedobory poliamin i SCFA mogą prowadzić do ścieńczenia warstwy śluzu jelitowego, zwiększając przepuszczalność jelit, co zaobserwowano w przypadku PD” – wyjaśnił Nishiwaki.

„Ta wyższa przepuszczalność naraża nerwy na działanie toksyn, przyczyniając się do nieprawidłowej agregacji alfa-synukleiny, aktywując komórki odpornościowe w mózgu i prowadząc do długotrwałego stanu zapalnego”.

Dodał: „Terapia suplementacyjna ukierunkowana na ryboflawinę i biotynę jest obiecująca jako potencjalna metoda terapeutyczna łagodzenia objawów choroby Parkinsona i spowalniania postępu choroby”.

Wyniki badania podkreślają znaczenie zrozumienia złożonego związku między mikroflorą jelitową, szlakami metabolicznymi i neurodegeneracją. W nadchodzących latach terapię będzie można potencjalnie dostosować w oparciu o unikalny profil mikrobiomu każdego pacjenta. Zmieniając poziom bakterii w mikrobiomie, lekarze mogą potencjalnie opóźnić wystąpienie objawów związanych z chorobami takimi jak choroba Parkinsona.

„Moglibyśmy przeprowadzić analizę mikroflory jelitowej pacjentów lub przeprowadzić analizę metabolitów w kale” – powiedział Nishiwaki.

„Dzięki tym odkryciom mogliśmy zidentyfikować osoby z określonymi niedoborami i podać doustne suplementy ryboflawiny i biotyny osobom z obniżonym poziomem, potencjalnie tworząc skuteczne leczenie”.

O tym Wiadomości badawcze dotyczące choroby Parkinsona

Autor: Mateusz Coslett
Źródło: Uniwersytet w Nagoi
Kontakt: Matthew Coslett – Uniwersytet w Nagoi
Obraz: Zdjęcie przypisuje się Neuroscience News

Orginalne badania: Otwarty dostęp.
„Metaanaliza sekwencjonowania metodą shotgun mikroflory jelitowej w chorobie Parkinsona” przeprowadzona przez Hiroshi Nishiwaki i in. npj Choroba Parkinsona

Abstrakcyjny

Metaanaliza sekwencjonowania metodą shotgun mikroflory jelitowej w chorobie Parkinsona

Naszym celem było zidentyfikowanie cech drobnoustrojów jelitowych w chorobie Parkinsona (PD) w różnych krajach poprzez metaanalizę naszego zbioru danych dotyczących sekwencjonowania kału metodą shotgun od 94 pacjentów z chorobą Parkinsona i 73 osób z grupy kontrolnej w Japonii z pięcioma wcześniej zgłoszonymi zbiorami danych z USA, Niemiec, Chin1, Chin2 i Tajwanu. Opracowano testy GC-MS i LC-MS/MS w celu ilościowego oznaczania odpowiednio krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA) i poliamin w kale. Zwiększono różnorodność α w PD w sześciu zbiorach danych.

Analiza taksonomiczna wykazała ten gatunek Akkermansia muciniphila wzrosła w PD, podczas gdy w gatunku Róża jelitowa I Faecalibacterium prausnitzii uległy zmniejszeniu w PD.

Analiza szlaków wykazała, że ​​geny biorące udział w biosyntezie ryboflawiny i biotyny były znacznie zmniejszone w przypadku PD po uwzględnieniu czynników zakłócających. W przypadku PD poziom enzymów aktywnych węglowodanowo (CAZymes) w pięciu z sześciu kategorii uległ obniżeniu.

Analiza metabolomiczna naszych próbek kału wykazała, że ​​w chorobie Parkinsona znacząco zmniejszono stężenie SCFA i poliamin w kale. Geny biorące udział w biosyntezie ryboflawiny i biotyny były dodatnio skorelowane ze stężeniem SCFA i poliamin w kale.

Bakterie odpowiedzialne za zmniejszoną biosyntezę ryboflawiny w Japonii, USA i Niemczech różniły się od tych w Chinach1, Chinach2 i na Tajwanie. Podobnie różne bakterie odpowiadały za zmniejszoną biosyntezę biotyny w obu grupach krajów.

Postulujemy, że obniżone stężenie SCFA i poliamin zmniejszają warstwę śluzu jelitowego, co w konsekwencji ułatwia powstawanie nieprawidłowych włókienek α-synukleiny w jelitowym splocie nerwowym w PD, a także powoduje zapalenie nerwów w PD.