Може ли мозъчният биом да е скритата причина за развитието на болестта на Алцхаймер?

резюме: Ново изследване предполага възможността развитието на епител в мозъка да играе роля в болестта на Алцхаймер и свързаната с нея деменция.

Чрез изучаване на мозъчни проби изследователите откриха, че мозъците с болестта на Алцхаймер имат значително различни бактериални профили в сравнение с техните незасегнати връстници.

Това предполага, че специфични бактериални групи в мозъка могат да предсказват болестта на Алцхаймер. Освен това, тези уникални бактериални профили са открити и в мозъците на хора с ALS, което предполага потенциални последици при други неврологични разстройства.

Ключови факти:

1. Мозъците, засегнати от болестта на Алцхаймер, разкриват много различни бактериални профили в сравнение с незасегнатите контроли.
2. Бактериални популации, идентифицирани в мозъците на пациенти с Алцхаймер, също са наблюдавани в мозъци с амиотрофична латерална склероза, което предполага по-широко неврологично въздействие.
3. Настоящите изследвания на болестта на Алцхаймер все повече предизвикват дългогодишната „хипотеза за амилоидната каскада“ в полза на нова „хипотеза за патогена“, фокусираща се върху бактериални, гъбични и вирусни фактори.

източник: Университет Дрексел

Човешкият микробиом включва генетичния материал на повече от 100 трилиона малки микроорганизми – гъбички, дрожди, бактерии и дори вируси, повечето от които живеят в храносмилателния ни тракт, за да действат като стражи на нашето здраве. Но когато здравият микробиом отстъпи място на дисбаланс – „патобиумът“ – могат да възникнат всякакви здравословни проблеми – от ревматоиден артрит до бактериална вагиноза.

Нови данни, публикувани този месец в списанието Граници в клетъчната микробиология и инфекцияИзследователи от Drexel College of Medicine предоставят повече доказателства за възможността, че развитието на патобиум в мозъка може да причини някои форми на болестта на Алцхаймер и свързаната с нея деменция.

Когато биомите станат нездравословни, или чрез инвазия на външни патогени, или значителна промяна в относителния брой на присъстващите микробни видове, настъпва дисбаланс или дисбаланс на микроорганизмите. Дисбиозата може да промени човешкия метаболизъм и да причини възпаление, което е свързано с увреждане на тъканите, наблюдавано при улцерозен колит, ревматоиден артрит и много други хронични възпалителни заболявания.

Чрез изучаване на 130 проби от дарените мозъци на 32 души – 16 с болестта на Алцхаймер и 16 без болестта, изследователите на Drexel откриха бактериална флора във всички мозъци – но мозъците на пациентите с Алцхаймер показаха много различни бактериални профили в сравнение с тяхната възраст мозъци. Регламенти.

Групата използва пълноразмерно рибозомно РНК генно секвениране, техника, която може да открие всеки и всички бактериални видове, присъстващи в проба. В процеса изследователите идентифицираха групи от специфични за заболяването бактерии в почти всички мозъци, засегнати от болестта на Алцхаймер, което предполага, че тези групи бактерии са мощни предиктори на заболяването.

Изследователите са открили пет мозъчни микроба, за четири от които се предполага, че присъстват в различни периоди от развитието на мозъка на хора с болестта на Алцхаймер. Вероятно наблюдаваният микробиом на болестта на Алцхаймер се развива, за да стане по-патогенен, докато болестта прогресира в по-късни етапи, което се описва като патобиум, казаха авторите.

Авторите предполагат, че мозъкът започва със здрав биом, но с напредването на болестта здравият биом се заменя, тъй като нова популация от микроби замества оригиналния здрав микробиом с евентуалната поява на биома на болестта на Алцхаймер.

Бяха взети проби от двата комплекта мозъчни проби от фронталните и темпоралните лобове и енториналния кортекс.

Въз основа на случайното разпределение на микробите, които трябва да бъдат доставени в мозъка, резултатите са в съответствие с повреда в една или повече мозъчни мрежи; Твърде рано е обаче да се знае дали наблюдаваните модели на разпределение са резултат от изтичане в кръвно-мозъчната бариера, глимфната система на мозъка или синаптично предаване, което позволява на бактериите, вкл. Кожно акне (Преди се наричаше Propionibacterium акне), Methylobacterium, Bacillus, Caulobacter, Delftea и Variophora Да влезе в мозъка.

В проби от мозъка на пациенти с Алцхаймер изследователите наблюдават, че тези болестотворни бактерии са изпреварени и заменени Comamonas sp. Бактерии, които са свързани с мозък без деменция.

„Може би унищожи Комамонас Гарт Д. каза: „Бактериите, част от здравия мозъчен микробиом, са първият признак на предстояща деменция“, каза д-р Ерлих, професор в Медицинския факултет и един от главните автори на изследването.

„Сега задаваме въпроси, за да насочваме бъдещите проучвания, но хипотезите изобилстват. Виновникът може да бъде бактерия или нещо друго – като гъбички, паразити или вируси – едновременно.

Когато пациентът развие болестта на Алцхаймер, той изпитва мозъчно възпаление, характеризиращо се с амилоидни бета отлагания, които се образуват от повишено производство на Aβ (антимикробен пептид, който е част от вродения имунен отговор), което води до появата на амилоидни плаки в кръвта. Мозъкът.

По същия начин болестта на Алцхаймер се характеризира с тау протеин, открит в клетки, характеризиращи се с анормално фосфорилиране, което в крайна сметка води до разрушаване на синапси и неврони, но също така е доказано, че помага да се спре разпространението на патогени в мозъка.

Тези заболявания, свързани с протеини – известни като „хипотезата на амилоидната каскада“ – са били основният фокус на изследванията на Алцхаймер от десетилетия. Съвсем наскоро проучвания оспорват този модел, като предполагат ролята на бактериите, гъбичките, вирусите, имунната система и възпалението на мозъка, което някои изследователи наричат ​​„хипотезата за патогена“.

„Многобройни проучвания вече показват наличието на бактерии в мозъците на хора с болестта на Алцхаймер“, каза Джефри Лапидес, доктор по медицина, помощник-доцент в Медицинския факултет и един от главните автори на изследването.

Плаките, чиито компоненти имат антимикробни свойства в лабораторията, вероятно не са пряката причина за болестта на Алцхаймер, а вместо това са отговор на бактерии в мозъка – някои доброкачествени, някои патогенни, може би причиняващи увреждане, което все още не е довело до когнитивно увреждане . Сакрум, което го прави част от патопиума.

Тази уникална група бактерии, намиращи се в мозъците на хора с болестта на Алцхаймер, също често се срещат в мозъци с невродегенеративното заболяване амиотрофична латерална склероза или ALS – което предполага, че тази група бактерии може да допринесе за повече от едно неврологично заболяване.

Следващата стъпка за това изследване, според авторите, е да се проучи потенциалният принос на други микроби и да се разбере какво се е случило, физиологично, в мозъка, за да накара този микробиом да се промени с течение на времето.

„Развитието на болестта на Алцхаймер и други деменции е сложно и вероятно включва взаимодействието на много системи“, каза Ерлих.

„Вярвам, че колкото повече лезии имате в мозъка, толкова по-голям е рискът от развитие на болестта на Алцхаймер. Има много патогени, които потенциално повишават риска. Този патобиум не е пълният отговор, но е част от пъзела. .“

Точното местоположение на бактериите, причиняващи проблема в мозъка, също е открит въпрос, според екипа. Изследователите трябва да знаят по-точно къде се намират бактериите, за да разберат по-добре ролята, която играят.

Изследователите открили, че когато нездравословен патоген присъства във фронталния лоб, рискът от развитие на болестта на Алцхаймер е много висок. Малко вероятно е да се развие в темпоралния лоб.

Въпреки многото неизвестни, авторите казаха, че това е важна стъпка напред за изследването на микробиома.

„Силата на нашата работа се крие и в комбинирането на усъвършенствана технология за секвениране с най-модерните и иновативни статистически методи“, каза водещият автор. Ив Мууни, д-р, научен сътрудник в Колежа по медицина. „Анализът на данните за микробиома е много предизвикателен без никакъв златен стандарт и тази работа може да допринесе значително в областта на анализа на данните за микробиома.“

Изчислено е, че 6,7 милиона американци имат болестта на Алцхаймер и този брой се очаква почти да се удвои до 2050 г., според Асоциацията на Алцхаймер. Националните здравни институти увеличиха финансирането за изследване на деменцията и Алцхаймер през последните години и в момента разпределят годишен бюджет от 3,7 милиарда долара за диагностика и разработване на лекарства, заедно с други проучвания за други потенциални лечения.

Ерлих и колегите му са членове на Инициативата за болестта на Алцхаймер Pathobium, новосформирана група от изследователи, които разработват пилотни проучвания, разглеждащи инфекциите при пациенти с деменция и Алцхаймер, с крайната цел да установят дали на инфектираните пациенти се дават антимикробни лекарства преди заболяването да се развие . Симптомите забавят или предотвратяват симптомите на заболяването.

В допълнение към Ерлих и Лапидес, допълнителни автори на тази статия включват водещия автор Ив Мууни, Джошуа П. Ърл, Ярослав Е. Крол, Азад Ахмед и Бхасвати Сен, всички от Дрексел.

Финансиране: Тази работа е финансирана от проекта Оскар Фишър, филантропия, финансирана от д-р Джеймс Тручард и от Фондация Бил и Марион Кук и Медицински колеж Дрексел.

Относно новините за изследване на болестта на Алцхаймер

автор: Грег Рихтер
източник: Университет Дрексел
комуникация: Грег Рихтер – Университет Дрексел
снимка: Изображението е кредитирано на Neuroscience News

Оригинално търсене: Свободен достъп.
„Подкрепящи доказателства за бактериален компонент в етиологията на болестта на Алцхаймер и за времевата и пространствена еволюция на патогенния микробиом в мозъка„От Jeffrey Lapides et al. Граници в клетъчната микробиология и инфекция

резюме

Подкрепящи доказателства за бактериален компонент в етиологията на болестта на Алцхаймер и за времевата и пространствена еволюция на патогенния микробиом в мозъка

заден план: През последните няколко десетилетия все повече доказателства сочат ролята на различни инфекциозни агенти в патогенезата на болестта на Алцхаймер. Въпреки че различни патогени (вируси, бактерии и гъбички) са открити в мозъците на хора с болестта на Алцхаймер, изследванията са фокусирани върху отделни патогени и само няколко проучвания са изследвали хипотезата за бактериалния мозъчен микробиом. Профилирахме бактериалните общности, присъстващи в контролите без деменция и в мозъците на хора с болестта на Алцхаймер.

резултати: Получихме следсмъртни проби от мозъците на 32 индивидуални субекта, включително 16 субекта с AD и 16 субекта, съответстващи на възрастта, с общо 130 проби от фронталния, темпоралния дял и енториналния кортекс. Използвахме 16S rRNA генна амплификация с пълна дължина с технология за секвениране на Pacific Bioscience, за да идентифицираме бактериите. Открихме бактерии в мозъците и на двете групи, които съдържаха ключови бактерии Кожно акне (преди това Propionibacterium акне) и два вида от всеки В застой И Комамонас Жанрове. Използвахме йерархичен байесов метод за откриване на разлики в относителното изобилие между AD и контролните групи. Поради големите разлики в изобилието, ние също използвахме нов подход за анализ, базиран на латентния алгоритъм за присвояване на Дирихле, използван в компютърната лингвистика. Това ни позволи да идентифицираме пет категории проби, всяка от които разкрива различни микроорганизми. Ако приемем, че пробите представляват инфекции, започнали по различно време, ние подредихме тези категории във времето и открихме, че последната категория обяснява изключително наличието или отсъствието на болестта на Алцхаймер.

Изводи: Патогенезата на мозъчния микробиом, свързан с болестта на Алцхаймер, изглежда зависи от сложна полимикробна динамика. Хронологичният ред разкрива високо и ниско изобилие ° С. млада любов С патогенност, която се проявява до ниво на изобилие извън пика във връзка с поне една друга бактерия от набора от включени родове Methylobacterium, твърд, Caulobacter, ДелфтияИ вариофоракс. ° С. млада любов Вие също може да участвате в преодоляването Комамонас видове, които са силно свързани с мозъчната микробиота без деменция и чието ранно унищожаване може да бъде първият стадий на заболяването. Нашите констатации също са в съответствие с пропусклива кръвно-мозъчна бариера или лимфна мрежа, която позволява на бактерии, вируси, гъбички или други патогени да навлязат в мозъка.