Nowe badania mogły odkryć związek między zmianami bakterii w jelitach a rzadką chorobą neurodegeneracyjną, która dotyka głównie ludzi w odległej społeczności tubylczej na Terytorium Północnym.

Naukowcy z Macquarie University odkryli możliwy związek między chorobą Machado-Josepha (MJD) a zmianami w bakteriach i innych mikroorganizmach zasiedlających jelita.

Podobnie jak choroba Huntingtona i choroba neuronu ruchowego (MND), MJD jest wyniszczającym stanem neurodegeneracyjnym, który powoduje postępującą utratę neuronów w częściach mózgu i rdzenia kręgowego.

Neurony to komórki przekaźnikowe organizmu, przenoszące informacje do iz ośrodkowego układu nerwowego, a ich utrata powoduje utratę koordynacji, równowagi i zdolności motorycznych, zanik mięśni oraz zaburzenia widzenia, mowy i połykania. Jest nieuleczalna i ostatecznie śmiertelna.

Pacjenci zaczynają odczuwać osłabienie mięśni, a następnie zaczynają się chwiać podczas chodzenia, ale w miarę postępu choroby stają się uzależnieni od wózka inwalidzkiego i wymagają wysokiego poziomu opieki.

Stanowi to ogromne obciążenie dla ich rodzin i społeczności, zwłaszcza w odległych miejscach, gdzie MJD jest najbardziej skoncentrowane. Dotyka ludzi w wielu odizolowanych społecznościach.

Groote Eylandt, położone 50 km od Terytorium Północnego w Zatoce Karpentaria, ma najwyższą częstość występowania MJD na świecie. Mała wyspa liczy zaledwie 3000 mieszkańców, z których wielu to Aborygeni i mieszkańcy wysp w Cieśninie Torresa.

Ponad 100 osób w społeczności ma MJD, a kilkaset więcej ma gen, który ją powoduje.

W niektórych rodzinach trzy pokolenia walczą z chorobą jednocześnie.

Rola bakterii jelitowych

Przewody jelitowe ludzi i innych ssaków są naturalnie domem dla tysięcy gatunków drobnoustrojów, w tym bakterii, grzybów, archeonów i wirusów.

Te mikroskopijne organizmy tworzą mikroflorę jelitową, a kiedy są w równowadze, współpracują z naszymi ciałami, aby pomóc w utrzymaniu zdrowia metabolicznego, odpornościowego i mózgu.

Coraz więcej dowodów wskazuje na związek między zaburzeniami równowagi mikroflory bakteryjnej a stanami metabolicznymi i immunologicznymi, w tym nieswoistymi zapaleniami jelit, cukrzycą i otyłością.

Takie zaburzenia równowagi stwierdzono również u osób z depresją, zaburzeniami ze spektrum autyzmu i chorobami neurodegeneracyjnymi, takimi jak choroba Parkinsona, Alzheimera, Huntingtona i MND.

Teraz po raz pierwszy profesor nadzwyczajna Angela Laird i jej zespół badawczy odkryli, że myszy z MJD również mają zaburzenia równowagi w mikroflorze i opublikowali swoje odkrycia w artykule w czasopiśmie Neurobiologia chorób.

„Jelito i ośrodkowy układ nerwowy mają własną ścieżkę komunikacji – oś jelita-mózg” – mówi profesor nadzwyczajny Laird.

„Kiedy mikroflora jelitowa jest niezrównoważona, może to mieć znacznie szersze skutki niż tylko zakłócenie układu pokarmowego.

„Niektóre osoby z chorobami neurodegeneracyjnymi, takimi jak choroba Parkinsona, mają objawy żołądkowo-jelitowe na wczesnym etapie choroby.

„Z tego, co wiemy o jelitach, wydawało się możliwe, że zmiany te mogą być spowodowane brakiem równowagi w mikroflorze”.

Przyglądając się myszom hodowanym specjalnie z genem MJD, zespół był w stanie zaobserwować wzrost poziomu niektórych naturalnie występujących bakterii jelitowych i spadek innych na długo przed wystąpieniem jakichkolwiek objawów neurologicznych.

doktorat Kandydatka Katherine Robinson mówi, że chociaż genetyczna przyczyna MJD jest znana od lat 90. XX wieku, poczyniono niewielkie postępy w identyfikowaniu nowych metod leczenia, które mogą spowolnić lub zatrzymać rozwój MJD.

„Badanie, w jaki sposób zmiany mikroflory jelitowej mogą odnosić się do MJD, to ekscytujący nowy obszar do zbadania, który może doprowadzić do przełomu w leczeniu” – mówi.

„MJD jest spowodowane dziedziczeniem dodatkowych nukleotydów – jednego z budulców ludzkiego DNA – w genie o nazwie ATXN3 znajdującym się na chromosomie 14.

„Im więcej dodatkowych nukleotydów odziedziczyliśmy w genie ATXN3, tym prawdopodobnie wcześniej pojawią się objawy i tym szybciej postępuje choroba.

„Zaobserwowaliśmy to również u badanych myszy i szczególnie interesujące jest to, że zaobserwowaliśmy zmiany w mikroflorze jelitowej na długo przed wystąpieniem objawów neurologicznych.

Czekamy na ewentualne leczenie

Główny autor, dr Hasinika Hewawasam Gamage, mówi, że MJD było powiązane ze znacznymi zmianami w mikrobiomie, a zmiany te były różne u samców i samic myszy.

„Jednak występowały stałe spadki liczebności rodzin bakterii Lachnospiraceae, Oscillospiraceae i Rikenellaceae zarówno u samców, jak i samic na długo przed wykryciem jakichkolwiek znanych objawów” – mówi.

„Co ciekawe, stopień spadku liczby tych bakterii jelitowych na etapach przedobjawowych wskazywał, jak poważne były objawy MJD w zaawansowanych stadiach choroby.

Wiadomo, że niektóre produkty uboczne metabolizmu drobnoustrojów wytwarzane w jelitach chronią układ nerwowy potencjalnie poprzez zachęcanie do recyklingu martwych lub uszkodzonych komórek.

„Jedna z naszych teorii głosi, że zmiany w mikroflorze jelitowej mogą prowadzić do zmian w produkcji metabolitów drobnoustrojów, takich jak maślan krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych i tryptofan, co może wpływać na ten mechanizm recyklingu i uniemożliwiać prawidłową pracę neuronów” w MJD.

„Mamy nadzieję, że dalsze badania nad wpływem drobnoustrojów jelitowych na postęp MJD mogą zaoferować opcje leczenia w przyszłości.

„Przyglądamy się teraz, w jaki sposób zmiany w drobnoustrojach jelitowych wpływają na postęp choroby, aby określić, w jaki sposób możemy wprowadzić zmiany w mikrobiomie, aby przynajmniej pomóc zmniejszyć nasilenie objawów”.

Następnym krokiem zespołu jest rozpoczęcie badania, czy te same zmiany obserwowane u myszy występują również u ludzi.