Болезнь Паркинсона звучит ужасающе и пугающе. Это распространенное прогрессирующее нейродегенеративное заболевание, при котором в первую очередь нарушается координация движений. 15% всех случаев деменции приходится на Паркинсон, что является второй по распространенности формой нейродегенерации после болезни Альцгеймера. Заболевание начинается в среднем в возрасте 55 лет и проявляется как физическими, так и нейропсихическими симптомами. Мы не будем долго останавливаться на симптомах. Физические симптомы включают, но не ограничиваются, медленными неточными движениями, дрожью в состоянии покоя, шаркающей походкой и затрудненной ходьбой. На поздних стадиях заболевания проявляются нервно-психические симптомы в виде когнитивных изъянов, специфической медлительности, нарушения сна, приводящих к тому, что страдальцы становятся пассивными и замкнутыми.
Несмотря на более чем 200-летние исследования, основные механизмы болезни Паркинсона до сих пор не изучены. На данный момент известно, что за развитием Паркинсона стоят как генетические, так и экологические факторы и образ жизни. Совсем недавно появились новые свидетельства того, что в развитие Паркинсона принимают участие бактерии и вирусы! Например, бактерия из рода Десульфовибрио (Desulfovibrio) была более распространена и многочисленна у больных с тяжелой формой заболевания, чем у здоровых людей.
На клеточным уровне Паркинсон характеризуется накоплением белка альфа-синуклеина, что приводит к гибели нейронов. В постсмертных вскрытиях эти образовавшиеся комки находили не только в головном, но и в спинном мозге, в автономных нервах, в нервах кожи и еще много в каких нервах. Но самое интересное, что комья белка альфы находили в желудочно-кишечном тракте человека, например в толстой кишке.
Толстый и тонкий кишечники покрыты эпителиальными клетками. Так вот среди этих клеток затесались другие клетки — энтероэндокринные клетки. Эти энтероэндокринные клетки вырабатывают альфа-синуклеиновый белок, который кучкуется и вызывает Паркинсон. Зачем нашему организму производить то, что нас убивает? Пока ученые сошлись во мнении, что этот белок способствует искривлению мембраны нейронов. Тем самым этот белок участвует в отпочковании мембранных пузырьков, которыми обмениваются нейроны друг с другом или передают сигнал другим типам клеток. То есть этот белок нужен для нормальной работы нервной системы. Но если он работает не так как надо, мы заболеваем. У большинства пациентов с болезнью Паркинсона скопление белка связано с мутацией в генах, которые заставляют молекулы этого белка слипаться между собой.
Сложив вместе все вышеперечисленное, ученые задумались. С одной стороны, кишечная бактерия десульфовибрио более распространена у пациентов с болезнью Паркинсона. С другой стороны, агрегаты белка были найдены в том числе и в кишечнике, где эта бактерия живет. Есть ли тут связь? В свет пошли гипотезы, что в некоторых случаях дело не только в генетике, но и в бактериях кишечника.
Как бактерия может влиять на белок? Десульфовибрио может вырабатывать сероводород (H2S). Сероводород же может оказывать вредное воздействие на клетки человека. Например, он способствует высвобождению цитохрома c из митохондрий, что может повлечь смерть клеток, повысить уровень железа и способствует образованию реактивных видов кислорода. В конечном итоге все вышеперечисленное приводит к слипанию альфа-синуклеина.
Так, ученые из Финляндии решили проверить влияют ли эти бактерии на слипание белка альфа. Они взяли 10 пациентов и их здоровых супругов. Собрали их кал, выделили бактерии Десульфовибрио и вырастили их в бескислородных условиях. Что занимательно, так это цвет бактерии, они растут черными колониями. Затем они выделили 3 вида от больных и 2 вида от здоровых супругов. Они купили нематод, которые вырабатывают человеческий белок альфа (да это и есть ГМО, или же генетически модифицированный организм). Они не только вырабатывали белок, он еще и светился под специальным микроскопом. Червей кормили этими бактериями и, когда им исполнилось четыре дня, их рассмотрели под микроскопом.
Чем больше белок альфа будет слипаться, тем больше будет света. И они обнаружили, что у червей, кормленных бактериями из пациентов, было не только самое большое количество комков, но и сами комки были большего размера. Такое количество комков привело к большой смертности червей. Те черви, которых кормили бактериями из здоровых супругов, тоже образовали комки, но они были очень маленькими и в небольшом количестве.
Какой вывод можно сделать? Во-первых, да, бактерии участвуют в образовании комков белка и могут значительно усугублять течение болезни Паркинсона. Во-вторых, два вида вибрионов Desulfovibrio desulfuricans и Desulfovibrio fairfieldensis были обнаружены и у пациентов, и у здоровых. Но ведь у здоровых они тоже делали комки из белков, так почему супруги не заболели? Точного ответа на это нет. Но у меня есть две гипотезы. Первая виды бактерий один и тот же, но у больных бактерия может содержать особый ген вирулентности, что и делает бактерию более опасной. Другими словами, как брат и сестра генетически похожи, из одной семьи, но у одного пол мужской, а у другой женский, у одной бактерии вирулентный ген есть, у другой нет.
Вторая гипотеза, что подвид идентичен у обоих супругов, то есть бактерии как близнецы. Тогда здоровый супруг/супруга получили этот вид бактерии Десульфовибрио от больных супругов. Получается если проживаешь в одном хозяйстве с больным Паркинсоном, долгое время то можешь получить такую бактерию. И, возможно, в будущем у супругов может развиться болезнь Паркинсона. Тогда напрашивается вывод, что Паркинсон заразен. Но тут много еще неизвестного, и это все гипотезы.
Чтобы узнать точно, то бактерии надо сравнить нуклеотид к нуклеотиду. А также посмотреть ретроспективно на тех, кто работал долгое время с больными болезнью Паркинсона стариками или же жил с такими в одном хозяйстве, чтобы посмотреть с какой вероятностью у таких людей развивается эта болезнь. И конечно же нельзя исключать и то, что на развитие болезни Паркинсона влияют и стиль жизни, и поэтому не у всех он развивается, даже если бактерии Десульфовибрио находятся в кишечнике. Мы только начали скрести по поверхности не-генетической болезни Паркинсона. И многое предстоит узнать. И кто знает какие еще заболевания вызваны микробами?
Источники:
Stefanis, Leonidas. "α-Synuclein in Parkinson's disease." Cold Spring Harbor perspectives in medicine 2.2 (2012): a009399.
Huynh, Vy A., et al. "Desulfovibrio bacteria enhance alpha-synuclein aggregation in a Caenorhabditis elegans model of Parkinson’s disease." Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 13 (2023): 502.
Meade, Richard M., David P. Fairlie, and Jody M. Mason. "Alpha-synuclein structure and Parkinson’s disease–lessons and emerging principles." Molecular neurodegeneration 14 (2019): 1-14.
Автор: Дикарева