Nanobiome – polskie badanie mikrobioty jelitowej
Menu
Nanobiome – polskie badanie mikrobioty jelitowej
Choroby neurodegeneracyjne dotykają miliony osób na całym świecie. Jest to poważne zagrożenie dla starzejącego się społeczeństwa. Ryzyko wystąpienia tych chorób zwiększa się wraz z wiekiem. Najczęstsze choroby neurodegeneracyjne to choroba Alzheimera i Parkinsona. Choroby neurodegeneracyjne występują, gdy komórki nerwowe w mózgu lub obwodowym układzie nerwowym tracą z czasem swoją funkcję i ostatecznie obumierają. Co ciekawe, mikrobiota jelitowa może mieć udział w patogenezie tych chorób.
Choroba Alzheimera zaburza pracę mózgu, prowadząc do osłabienia pamięci i zdolności myślenia, a ostatecznie umiejętności wykonywania najprostszych zadań. Zmiany w strukturze mózgu mogą zacząć się nawet dekadę przed pojawieniem się objawów. We wczesnym stadium choroby Alzheimera, w mózgu zachodzą toksyczne zmiany, w tym nieprawidłowe nagromadzenie białek, które tworzą blaszki amyloidowe i splątki tau. Zdrowe neurony przestają funkcjonować, tracą połączenia z innymi neuronami i umierają.
Choroba Parkinsona jest natomiast zaburzeniem mózgu, które powoduje niezamierzone lub niekontrolowane ruchy, takie jak drżenie, sztywność oraz trudności z równowagą i koordynacją. W miarę postępu choroby mogą wystąpić trudności z chodzeniem i mówieniem. Osoby cierpiące na chorobę Parkinsona mogą również wykazywać zmiany psychiczne i behawioralne, problemy ze snem czy pamięcią, a także cierpieć na depresję oraz zmęczenie. Najbardziej widoczne oznaki i objawy choroby Parkinsona pojawiają się, gdy komórki nerwowe w zwojach podstawy mózgu, obszarze mózgu kontrolującym ruch, ulegają uszkodzeniu i obumierają. Uszkodzone neurony wytwarzają mniej dopaminy, co powoduje problemy z poruszaniem się. Naukowcy wciąż nie wiedzą jednak, co powoduje śmierć neuronów. Wiele komórek mózgowych osób z chorobą Parkinsona zawiera ciała Lewy’ego, niezwykłe skupiska białka alfa-synukleiny. Jej agregacja może być przyczyną choroby.
Niektóre dostępne terapie mogą pomóc złagodzić część objawów fizycznych lub psychicznych związanych z chorobami neurodegeneracyjnymi. Jednak spowolnienie ich postępu nie jest obecnie możliwe i nie istnieją żadne lekarstwa. Prawdopodobieństwo rozwoju choroby neurodegeneracyjnej dramatycznie wzrasta wraz z wiekiem. W nadchodzących dziesięcioleciach, coraz więcej Polaków może być dotkniętych chorobami neurodegeneracyjnymi, zwłaszcza w miarę wzrostu średniej długości życia. Według danych naukowych, połączenie genów i środowiska danej osoby przyczynia się do zwiększenia ryzyka rozwoju choroby neurodegeneracyjnej. Jak się okazuje swój udział w ich patogenezie może mieć również mikrobiota jelitowa.
Przyczyny chorób neurodegeneracyjnych są nadal nie do końca poznane. Badania sugerują, że mogą być one również powiązane z zaburzeniami mikrobioty jelitowej. Istnieje kilka potencjalnych teorii:
Badania nad mikrobiotą osób cierpiących na choroby neurodegeneracyjne wskazują na występowanie dysbiozę jelitowej. Dysbioza zwiększa przepuszczalność jelit i bariery krew-mózg. Jest to fizjologiczna struktura, która oddziela mózg od układu krążenia, ściśle regulując przepływ substancji. Zaburzona mikrobiota jelitowa produkuje zwiększone ilości LPS, amyloidów i cytokin zapalnych, związanych z chorobami neurodegeneracyjnymi. LPS, czyli lipopolisacharydy to toksyny bakteryjne, obecne na zewnętrznej błonie komórkowej.
Modele zwierzęce z indukowaną chorobą Alzheimera wykazywały zubożoną ogólną kompozycję bakteryjną. Zauważono wyższą częstość występowania Bacteroidetes i Firmicutes, ale niższy poziom rodzajów Akkermansia i Allobaculum w porównaniu ze zdrowymi zwierzętami. Zauważa się również wzrost liczby prozapalnych bakterii z rodzaju Escherichia i Shigella, a spadek przeciwzapalnego taksonu E.rectale. Coraz więcej dowodów wskazuje, że dysfunkcje mikroflory jelitowej są zaangażowane we wczesne stadia choroby w patogenezie Alzheimera, w związku ze starzeniem układu immunologicznego, stresem oksydacyjnym, wydzielaniem cytokin i stanem zapalnym nerwów.
W przypadku badań mikrobioty jelitowej u osób chorych na Parkinsona również stwierdza się występowanie dysbiozy. Bardzo często jednak badania wykazują sprzeczne dane, co oznacza, że nie ma jednego modelu dysbiozy u pacjentów chorych na Parkinsona. Jednak ogólnie zaobserwowano znaczne zmniejszenie liczby Prevotellaceae, Lachnospiraceae i Faecalibacterium u osób chorych w porównaniu ze zdrowymi. Dodatkowo, zwiększeniu ulega liczebność Verrucomicrobiaceae, Bifidobacteriaceae, Christensenellaceae i Ruminococcaceae. Poza tym, badania wskazują również zwiększenie udziału patogenów oportunistycznych, takich jak Porphyromonas, Prevotella i Corynebacterium. Pomimo wielu sprzeczności w wynikach badań i nieznanego mechanizmu łączącego mikrobiotę jelitową z chorobą, uważa się, że w przyszłości terapie mikrobiologiczne mogą być korzystne dla pacjentów z Parkinsonem.
Mikrobiota jelitowa odgrywa istotną rolę w trawieniu pokarmu, wzmacnianiu odporności, czy profilaktyce kolonizacji przewodu pokarmowego przez szkodliwe patogeny. Różne badania i analizy sugerują, że mikrobiota jelitowa odgrywają znaczącą rolę w neuropatogenezie zaburzeń układu nerwowego poprzez zmianę w funkcji osi jelito-mózg, stan zapalny czy inne czynniki. Dysbioza może zwiększać produkcję cytokin zapalnych i różnych metabolitów bakteryjnych, które mogą zmieniać stan jelit i ich przepuszczalność, a także ingerować w barierę krew-mózg i powodować zapalenie nerwów. Może to właśnie wpływać na patogenezę różnych chorób neurodegeneracyjnych, w tym chorób Alzheimera i Parkinsona.
