Nieuw onderzoek suggereert dat de oorsprong van verwoestende neurodegeneratieve ziekten misschien niet alleen in de hersenen ligt, maar eerder in de darmen. Een studie onder leiding van onderzoekers van Case Western Reserve University heeft een potentieel verband geïdentificeerd tussen specifieke bacteriële suikers en het ontstaan van Amyotrofische Laterale Sclerose (ALS) en frontotemporale dementie (FTD).
De verbinding tussen darmen en hersenen
ALS en FTD zijn nauw verwante aandoeningen die worden gekenmerkt door de progressieve dood van neuronen. Terwijl ALS zich primair richt op motorneuronen – wat leidt tot het verlies van spiercontrole – heeft FTD invloed op gedrag, persoonlijkheid en taal.
Jarenlang hebben wetenschappers moeite gehad om te begrijpen waarom sommige mensen deze ziekten ontwikkelen en anderen niet, zelfs als ze dezelfde genetische aanleg hebben. Deze studie richt zich op de C9ORF72-genvariant, een gemeenschappelijke genetische factor bij beide ziekten. Omdat echter niet iedereen met deze mutatie ziek wordt, zijn onderzoekers op zoek gegaan naar ‘omgevingstriggers’: externe factoren die een genetisch gepredisponeerd persoon ertoe kunnen aanzetten de ziekte daadwerkelijk te laten ontstaan.
De ontdekking: ontstekingssuikers
Door muismodellen te gebruiken die zijn ontworpen om de menselijke C9ORF72-mutatie na te bootsen, ontdekte het onderzoeksteam dat bepaalde darmbacteriën een specifiek type suiker produceren, genaamd glycogeen.
Het onderzoek identificeerde een specifieke bacterie, Parabacteroides merdae, als voornaamste boosdoener. Toen deze bacterie bij muizen werd geïntroduceerd, veroorzaakte dit een kettingreactie:
1. Glycogeenproductie: De bacteriën produceerden ontstekingsvormen van glycogeen.
2. Immuunoverdrive: Het lichaam detecteerde deze suikers als bedreigingen, waardoor het immuunsysteem overreageerde.
3. Hersenontsteking: Deze immuunreactie leidde tot ernstige ontstekingen en een afbraak van de bloed-hersenbarrière, waardoor schade de hersenen kon bereiken en neuronen kon doden.
Bewijs bij mensen
De bevindingen bleven niet beperkt tot diermodellen. Toen onderzoekers menselijke ontlastingsmonsters analyseerden, vonden ze een significante correlatie:
– ALS-patiënten: 15 van de 22 vertoonden abnormaal hoge niveaus van inflammatoir glycogeen.
– Gezonde controles: Slechts 4 van de 12 vertoonden deze verhoogde niveaus.
Dit suggereert dat het C9ORF72-eiwit normaal gesproken als een “rem” op de glycogeenproductie werkt. Wanneer het gen wordt gemuteerd, faalt die rem, waardoor bacteriële suikers ongecontroleerd kunnen stromen en neurodegeneratie kunnen veroorzaken.
Een nieuw pad voor behandeling
Een van de meest veelbelovende aspecten van dit onderzoek is het potentieel voor darmgerichte therapieën. In muizenproeven hebben onderzoekers alfa-amylase toegediend, een enzym dat glycogeen afbreekt. De resultaten waren significant:
– Verminderde ontstekingswaarden in de hersenen.
– Verlengde levensduur voor de getroffen muizen.
Interessant is dat het enzym de muizen weliswaar hielp langer te leven, maar dat het hun fysieke motorische prestaties niet verbeterde. Dit geeft aan dat hoewel de behandeling de progressie van de ziekte kan vertragen, de bestaande schade misschien nog niet ongedaan kan worden gemaakt.
“Onze demonstratie dat microben die inflammatoire vormen van glycogeen accumuleren verrijkt zijn in de darmen van ALS-patiënten suggereert dat microbieel glycogeen een belangrijk voorbeeld kan zijn van vele omgevings- en levensstijlfactoren die interageren met predisponerende genotypen”, merkten de onderzoekers op.
Vooruitkijken
Dit onderzoek verschuift de focus van neurodegeneratieve behandeling van de hersenen naar het spijsverteringsstelsel. De volgende stappen voor het team zijn onder meer:
– Het uitvoeren van grotere onderzoeken om de veranderingen in het darmmicrobioom bij mensen voor en na het begin van de ziekte te monitoren.
– Het lanceren van klinische onderzoeken – mogelijk binnen een jaar – om te zien of glycogeenafbrekende behandelingen de ziekteprogressie bij menselijke patiënten kunnen vertragen.
Conclusie: Door bacterieel glycogeen te identificeren als een potentiële aanjager van hersenontsteking, opent deze studie een nieuwe grens in de neurologie, wat suggereert dat het beheersen van de darmgezondheid een sleutelstrategie zou kunnen zijn bij het vertragen of voorkomen van de progressie van ALS en FTD.
