Роберт П. Фридланд, доктор медицины, заведующий кафедрой Мэйсона К. и Мэри Д. Радд и профессор неврологии Медицинской школы Университета Луисвилля, а также группа исследователей обнаружили, что эти процессы могут запускаться белками, вырабатываемыми нашим кишечником. бактерии (микробиота). Их исследование показало, что воздействие бактериальных белков, называемых амилоидом, которые имеют структурное сходство с белками мозга, приводит к увеличению скопления белка альфа-синуклеина в головном мозге.
Агрегаты или скопления неправильно свернутого альфа-синуклеина и родственных амилоидных белков обнаруживаются в мозге пациентов с нейродегенеративными заболеваниями AD, PD и ALS.Альфа-синуклеин (AS) — это белок, обычно вырабатываемый нейронами головного мозга.
Как при БП, так и при БА альфа-синуклеин собирается в слипшуюся форму, называемую амилоидом, вызывая повреждение нейронов. Фридланд выдвинул гипотезу, что аналогично сгруппированные белки, продуцируемые бактериями в кишечнике, вызывают неправильную укладку белков мозга посредством механизма, называемого перекрестным посевом, что приводит к отложению агрегированных белков мозга. Он также предположил, что амилоидные белки, продуцируемые микробиотой, вызывают праймирование иммунных клеток в кишечнике, что приводит к усилению воспаления в головном мозге.
Исследование, которое было поддержано Фондом Майкла Дж. Фокса, включало введение крысам бактериальных штаммов E. coli, которые продуцируют бактериальный амилоидный белок curli.
Контрольным животным давали идентичные бактерии, у которых не было способности продуцировать бактериальный амилоидный белок. Крысы, которых кормили организмами, продуцирующими курли, показали повышенные уровни AS в кишечнике и головном мозге и повышенную церебральную агрегацию AS по сравнению с крысами, которые подвергались воздействию E. coli, не продуцирующего бактериальный амилоидный белок. У крыс, подвергшихся воздействию curli, также наблюдалось усиление церебрального воспаления.
Подобные результаты были отмечены в аналогичном эксперименте, в котором нематоды (Caenorhabditis elegans), которых кормили продуцирующей курли E. coli, также показали повышенные уровни агрегатов AS по сравнению с нематодами, не подвергавшимися воздействию бактериального амилоида. Исследовательская группа под руководством нейробиолога Шу Г. Чена, доктора философии из Университета Кейс Вестерн Резерв, провела это совместное исследование.Это новое понимание потенциальной роли кишечных бактерий в нейродегенерации может приблизить исследователей к раскрытию факторов, вызывающих эти заболевания, и, в конечном итоге, к разработке профилактических и терапевтических мер.«Эти новые исследования на двух разных животных показывают, что белки, вырабатываемые бактериями, обитающими в кишечнике, могут быть инициирующим фактором в болезненном процессе болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона и БАС», — сказал Фридланд. «Это важно, потому что большинство случаев этих заболеваний не вызвано генами, а кишечник является наиболее важным фактором воздействия окружающей среды.
Кроме того, у нас есть много потенциальных терапевтических возможностей для воздействия на популяции бактерий в носу, рту и кишечнике».Фридланд является соответствующим автором статьи «Воздействие функционального бактериального амилоидного белка curli на агрегацию альфа-синуклеина у старых крыс Fischer 344 и Caenorhabditis elegans», опубликованной в Интернете 6 октября в журнале Nature Publishing Group 6 октября. Исследователи UofL, участвовавшие в публикации, помимо Фридланда, включают Вилюса Стрибинскиса, доктора философии, Мадхави Дж.
Рэйна, доктора философии, Дональда Демута, доктора философии, Эвелин Гозал, доктора философии, Эндрю М. Робертса, Доктор философии, Рекха Джагадапиллай, Руолан Лю, доктор медицины, доктор философии, и Ричард Кербер, доктор философии. Среди других авторов публикации — Элиэзер Маслиах, доктор медицины, доктор философии. Калифорнийского университета в Сан-Диего.Эта работа поддерживает недавние исследования, показывающие, что микробиота может играть роль в патологических процессах при возрастной дегенерации мозга.
Это часть продолжающегося исследования Фридланда о взаимосвязи между микробиотой и возрастными заболеваниями головного мозга, которое предполагает сотрудничество с исследователями из Ирландии и Японии.«Мы проводим исследования на людях и животных, чтобы дополнительно оценить механизмы наблюдаемых нами эффектов, и изучаем потенциал для разработки профилактических и терапевтических стратегий», — сказал Фридланд.