Новые исследования показывают, что истоки разрушительных нейродегенеративных заболеваний могут крыться не только в головном мозге, но и в кишечнике. Исследование, проведенное под руководством ученых из Университета Кейс Вестерн Резерв, выявило потенциальную связь между специфическими бактериальными сахарами и началом бокового амиотрофического склероза (БАС) и лобно-височной деменции (ЛВД).
Связь между кишечником и мозгом
БАС и ЛВД — это тесно связанные состояния, характеризующиеся прогрессирующей гибелью нейронов. В то время как БАС в первую очередь поражает двигательные нейроны, что приводит к потере контроля над мышцами, ЛВД влияет на поведение, личность и речь.
На протяжении многих лет ученые пытались понять, почему одни люди заболевают этими болезнями, а другие — нет, даже при наличии одинаковой генетической предрасположенности. Данное исследование сосредоточено на варианте гена C9ORF72, который является общим генетическим фактором для обоих заболеваний. Однако, поскольку не каждый носитель этой мутации заболевает, исследователи искали «средовые триггеры» — внешние факторы, которые могут подтолкнуть генетически предрасположенного человека к реальному развитию болезни.
Открытие: воспалительные сахара
Используя модели мышей, созданные для имитации человеческой мутации C9ORF72, исследовательская группа обнаружила, что определенные бактерии кишечника вырабатывают специфический тип сахара — гликоген.
В ходе исследования была выявлена конкретная бактерия, Parabacteroides merdae, ставшая основным виновником процесса. Когда эту бактерию вводили мышам, она запускала цепную реакцию:
1. Производство гликогена: Бактерии вырабатывали воспалительные формы гликогена.
2. Гиперактивация иммунитета: Организм воспринимал эти сахара как угрозу, что вызывало чрезмерную реакцию иммунной системы.
3. Воспаление мозга: Этот иммунный ответ приводил к сильному воспалению и нарушению целостности гематоэнцефалического барьера, что позволяло повреждениям достигать мозга и уничтожать нейроны.
Доказательства на людях
Результаты не ограничились только животными моделями. Когда исследователи проанализировали образцы кала людей, они обнаружили значительную корреляцию:
— Пациенты с БАС: у 15 из 22 человек наблюдался аномально высокий уровень воспалительного гликогена.
— Здоровые участники (контрольная группа): только у 4 из 12 наблюдался повышенный уровень.
Это позволяет предположить, что белок C9ORF72 в норме работает как «тормоз» для выработки гликогена. Когда ген мутирует, этот тормоз отказывает, позволяя бактериальным сахарам бесконтрольно размножаться и провоцировать нейродегенерацию.
Новый путь к лечению
Одним из самых многообещающих аспектов этого исследования является потенциал терапии, направленной на кишечник. В ходе испытаний на мышах исследователи вводили альфа-амилазу — фермент, расщепляющий гликоген. Результаты были значительными:
— Снижение уровня воспаления в головном мозге.
— Увеличение продолжительности жизни пораженных мышей.
Интересно, что, хотя фермент помог мышам жить дольше, он не улучшил их физическую моторику. Это указывает на то, что, хотя лечение может замедлить прогрессирование болезни, оно пока не способно обратить вспять уже имеющиеся повреждения.
«Наше доказательство того, что микробы, накапливающие воспалительные формы гликогена, преобладают в кишечнике пациентов с БАС, говорит о том, что микробный гликоген может быть важным примером среди множества факторов окружающей среды и образа жизни, взаимодействующих с предрасполагающими генотипами», — отметили исследователи.
Взгляд в будущее
Это исследование смещает акцент в лечении нейродегенеративных заболеваний с мозга на пищеварительную систему. Следующие шаги команды включают:
— Проведение более масштабных исследований для мониторинга изменений микробиома кишечника у людей до и после начала заболевания.
— Запуск клинических испытаний — возможно, в течение года, — чтобы проверить, смогут ли методы лечения, расщепляющие гликоген, замедлить прогрессирование болезни у людей.
Заключение: Идентифицировав бактериальный гликоген как потенциальный двигатель воспаления мозга, это исследование открывает новые горизонты в неврологии, предполагая, что контроль за здоровьем кишечника может стать ключевой стратегией в замедлении или предотвращении развития БАС и ЛВД.
