Нейродегенеративные заболевания (НДЗ), излечение от которых нет, и причины неизвестны, приводят к необратимым повреждениям мозга и нервной системы. Исследования этих заболеваний обычно фокусируются на головном мозге, но исследования на мышах, проведенные за последние несколько лет, показывают, что микробиом также играет роль в развитии и прогрессировании некоторых НДЗ.
«Эти данные свидетельствуют о том, что микробиом кишечника играет важную роль в возникновении и прогрессировании, по крайней мере, некоторых нейродегенеративных заболеваний», — отметил Крис Эллис (Chris Ellis) из Университета Теннесси (University of Tennessee) в Ноксвилле.
На ASM Microbe, ежегодном собрании Американского общества микробиологии (American Society for Microbiology), эти исследователи сообщают о новой связи у людей между метаболитом, вырабатываемым кишечными микроорганизмами, и тремя НДЗ. Их анализ показывает, что метаболит DHPS (2,3-дигидроксипропан-1-сульфонат) может помочь ответить на важные вопросы о том, как пути метаболизма серы могут связать микробиом с этими заболеваниями.
DHPS ранее не обнаруживался у людей, и исследователи отметили, что метаболиты, вырабатываемые кишечными микробами у пациентов с НДЗ, могут дать ценные подсказки для лучшего понимания, что может привести к улучшению диагностических инструментов или даже методов лечения.
В предыдущих исследованиях ученые обнаружили, что трансплантация кала может облегчить прогрессирование болезни Альцгеймера на моделях мышей, а когда трансплантаты кала от людей с этим заболеванием вводятся мышам, у животных возникают нарушения функции памяти.
Исследователи провели новое исследование, чтобы выявить различные бактериальные и метаболитные профили микробиома кишечника у людей с диагнозом одного из трех НДЗ: боковой амиотрофический склероз (БАС), болезнь Альцгеймера (БА) и болезнь Паркинсона (БП). Чтобы собрать данные о ранних стадиях заболевания, они собрали образцы стула у диагностированных пациентов в течение первых двух визитов к специалисту и сравнили анализ этих образцов с образцами, собранными у здоровых людей.
Их анализ выявил 19 метаболических биомаркеров нейродегенерации во всех трех группах НДЗ; они также обнаружили 20 уникальных маркеров БАС, 16 уникальных маркеров БА и девять уникальных маркеров БП. Эти общие биомаркеры включали метаболиты, которые связаны с дисгомеостазом путей метаболизма серы.
Кроме того, во всех трех группах заболеваний они обнаружили связь с бактериальными таксонами Bilophila и Desulfovibrio, которые играют роль в синтезе и деградации DHPS. Эти повышенные уровни Bilophila соответствовали наблюдению, что у пациентов с БА, БАС и БП было более низкое содержание DHPS в образцах стула по сравнению со здоровыми субъектами.
Bilophila может разлагать DHPS до сероводорода, а накопление сероводорода связано с дисфункцией митохондрий, которая, как известно, способствует развитию НДЗ. Сероводород связан с известными признаками НДР, включая воспаление, окислительный стресс и дисбиоз кишечника.
Авторы предположили, что новое исследование отмечает DHPS как «недостающее звено» в нашем нынешнем понимании механизмов того, как NDD связаны с метаболизмом серы, митохондриальной дисфункцией и нейровоспалением.
Литература:
ASM Microbe is the annual meeting of the American Society for Microbiology, held June 13–17, 2024, in Atlanta, Ga.