كيف ترتبط البكتيريا المعوية للمهارات الحركية في مرض باركنسون

اكتشف العلماء لأول مرة وجود صلة وظيفية بين البكتيريا في الأمعاء ومرض باركنسون.

إن التغييرات في تركيبة التجمعات البكتيرية المعوية - أو ربما البكتريا المعوية نفسها - تسهم بشكل فعال في تدهور المهارات الحركية التي هي السمة المميزة لهذا المرض ، بل قد تتسبب في ذلك. يقول الباحثون إن النتائج لها آثار عميقة على علاج مرض باركنسون.

ويؤثر مرض باركنسون على مليون شخص في الولايات المتحدة وما يصل إلى 1 ملايين في جميع أنحاء العالم، مما يجعله ثاني أكثر أمراض التنكس العصبي شيوعًا. تشمل السمات المميزة الارتعاش وصعوبة المشي، وتجمع بروتين يسمى ألفا سينوكلين (Syn) داخل الخلايا في الدماغ والأمعاء، ووجود جزيئات التهابية تسمى السيتوكينات داخل الدماغ. بالإضافة إلى ذلك، يعاني 10% من المصابين بهذا المرض من تشوهات في الجهاز الهضمي، وفي مقدمتها الإمساك.

يقول ساركيس مازمانيان ، أستاذ علم الأحياء المجهرية في معهد كاليفورنيا: "إن القناة الهضمية هي موطن دائم لمجتمع متنوع من البكتيريا المفيدة والمؤلمة في بعض الأحيان ، والمعروفة باسم الميكروبيوم ، والتي تعد مهمة لتطوير ووظائف الجهاز المناعي والجهاز العصبي". تقنية.

"من اللافت للنظر أن 70 في المائة من جميع العصبونات في الجهاز العصبي المحيطي ، أي ليس الدماغ أو النخاع الشوكي ، توجد في الأمعاء ، وأن الجهاز العصبي في الأمعاء يرتبط مباشرة بالجهاز العصبي المركزي من خلال العصب المبهم. لأن مشاكل الجهاز الهضمي غالباً تسبق الأعراض الحركية لسنوات عديدة ، ولأن معظم حالات الـ PD تحدث بسبب عوامل بيئية ، فقد افترضنا أن البكتيريا في الأمعاء قد تساهم في PD.


رسم الاشتراك الداخلي


الفئران خالية من الجرثومية

ولاختبار ذلك، استخدم الباحثون فئرانًا تفرط في إنتاج بروتين Syn وتظهر عليها أعراض مرض باركنسون. كان لدى مجموعة واحدة من الفئران اتحاد معقد من بكتيريا الأمعاء. أما الآخرون، الذين يطلق عليهم الفئران الخالية من الجراثيم، فقد تم تربيتهم في بيئة معقمة تمامًا، وبالتالي كانوا يفتقرون إلى بكتيريا الأمعاء. طلب الباحثون من مجموعتي الفئران أداء عدة مهام لقياس مهاراتهم الحركية، مثل الجري على جهاز المشي، وعبور العارضة، والنزول من عمود. وكان أداء الفئران الخالية من الجراثيم أفضل بكثير من الفئران التي لديها ميكروبيوم كامل.

"هذه كانت لحظة" eureka "."

يقول تيموثي سامبسون ، عالم ما بعد الدكتوراة في علم الأحياء والهندسة البيولوجية والمؤلف الأول للصحيفة: "كانت هذه لحظة" الإوريكا ". الموبايل . "كانت الفئران متطابقة وراثيا. كلا المجموعتين كانتا تبذلان الكثير من المال. كان الاختلاف الوحيد هو وجود أو عدم وجود ميكروبات الأمعاء. وبمجرد إزالة الميكروبيوم، تتمتع الفئران بمهارات حركية طبيعية حتى مع الإفراط في إنتاج بروتين Syn.

يقول سامبسون: "لقد اختفت جميع السمات الثلاث المميزة لباركنسون في النماذج الخالية من الجراثيم". "الآن كنا واثقين تمامًا من أن بكتيريا الأمعاء تنظّم ، بل إنها مطلوبة أيضًا ، أعراض PD. لذا ، أردنا أن نعرف كيف يحدث هذا ".

أغلق الحلقة

عندما تحطم بكتيرات الأمعاء الألياف الغذائية ، فإنها تنتج جزيئات تسمى الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFAs) ، مثل الأسيتات و butyrate. وقد أظهرت الأبحاث السابقة أن هذه الجزيئات يمكن أيضا تنشيط الاستجابات المناعية في الدماغ.

لذا، افترض الباحثون أن عدم التوازن في مستويات SCFAs ينظم التهاب الدماغ والأعراض الأخرى لمرض باركنسون. في الواقع، عندما تم تغذية الفئران الخالية من الجراثيم بالأحماض الدهنية SCFA، تم تنشيط خلايا تسمى الخلايا الدبقية الصغيرة - وهي خلايا مناعية موجودة في الدماغ. مثل هذه العمليات الالتهابية يمكن أن تسبب خللًا في الخلايا العصبية أو حتى تموت. في الواقع، الفئران الخالية من الجراثيم التي تم تغذيتها على SCFAs أظهرت الآن إعاقات حركية وتجمع Syn في مناطق الدماغ المرتبطة بـ PD.

في مجموعة أخيرة من التجارب ، تعاون Mazmanian ومجموعته مع علي Keshavarzian ، وهو أخصائي أمراض الجهاز الهضمي في جامعة Rush في شيكاغو ، للحصول على عينات البراز من المرضى الذين يعانون من PD ومن الضوابط الصحية. تم زرع عينات الميكروبيوم البشري في الفئران الخالية من الجراثيم ، والتي بدأت بعد ذلك بشكل ملحوظ لإظهار أعراض PD. كما أظهرت هذه الفئران مستويات أعلى من SCFAs في برازهم. وعلى النقيض من ذلك ، فإن عينات البراز المزروعة من أفراد أصحاء لم تسبب أعراض PD ، على عكس الفئران التي تحوي بكتيريا الأمعاء الغليظة من مرضى PD.

"هذا أغلق حقا حلقة بالنسبة لنا ،" يقول Mazmanian. "تشير البيانات إلى أن التغيرات التي تطرأ على ميكروبات الأمعاء تكون أكثر من مجرد نتيجة لـ PD. إنها نتيجة استفزازية تحتاج إلى مزيد من الدراسة ، لكن حقيقة أنك تستطيع زرع الميكروبيوم من البشر إلى الفئران ونقل الأعراض تشير إلى أن البكتيريا هي المساهم الرئيسي في الإصابة بالمرض.

ويقول الباحثون إن النتائج لها آثار مهمة على علاج مرض باركنسون.

"بالنسبة للعديد من الحالات العصبية ، فإن نهج العلاج التقليدي هو الحصول على دواء في الدماغ. ومع ذلك ، إذا لم يكن مرض جنون البقر ناتجًا فقط عن التغيرات التي تحدث في الدماغ ، ولكن بدلًا من التغييرات في الميكروبات ، فقد يكون عليك فقط أن تدخل الأدوية إلى القناة الهضمية لمساعدة المرضى ، وهذا أسهل بكثير.

يمكن تصميم هذه الأدوية لتعديل مستويات SCFA ، وتقديم البروبيوتيك مفيدة ، أو إزالة الكائنات الحية الضارة. "قد يؤدي هذا المفهوم الجديد إلى علاجات أكثر أمانًا مع تأثيرات جانبية أقل مقارنةً بالعلاجات الحالية".

وجاء التمويل من مؤسسة لاري إل هيلبلوم ، ومؤسسة كنوت وأليس والينبرغ ، ومجلس البحوث السويدي ، والسيد والسيدة لاري فيلد ، ومعهد التراث للأبحاث الطبية ، والمعاهد الوطنية للصحة.

المصدر معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا

كتب ذات صلة:

at سوق InnerSelf و Amazon