Vi khuẩn đường ruột được liên kết với các kỹ năng vận động ở Parkinson như thế nào

Các nhà khoa học đã phát hiện lần đầu tiên một liên kết chức năng giữa vi khuẩn trong ruột và bệnh Parkinson.

Những thay đổi trong thành phần của quần thể vi khuẩn đường ruột, hoặc có thể là vi khuẩn đường ruột, chính chúng đang góp phần tích cực và thậm chí có thể gây ra sự suy giảm các kỹ năng vận động là đặc trưng của bệnh này. Các phát hiện có ý nghĩa sâu sắc đối với việc điều trị bệnh Parkinson, các nhà nghiên cứu cho biết.

Bệnh Parkinson ảnh hưởng đến 1 triệu người ở Mỹ và lên tới 10 triệu người trên toàn thế giới, khiến nó trở thành bệnh thoái hóa thần kinh phổ biến thứ hai. Các đặc điểm đặc trưng bao gồm run rẩy và đi lại khó khăn, tập hợp một loại protein gọi là alpha-synuclein (?Syn) trong các tế bào trong não và ruột, và sự hiện diện của các phân tử gây viêm gọi là cytokine trong não. Ngoài ra, 75% người mắc bệnh có bất thường về đường tiêu hóa, chủ yếu là táo bón.

Ruột là một ngôi nhà vĩnh viễn của một cộng đồng đa dạng các vi khuẩn có lợi và đôi khi có hại, được gọi là microbiome, rất quan trọng đối với sự phát triển và chức năng của hệ thống miễn dịch và thần kinh, Sarkis Mazmanian, giáo sư vi sinh học tại Viện California Công nghệ.

Đáng chú ý, 70 phần trăm của tất cả các tế bào thần kinh trong hệ thần kinh ngoại biên, đó là, không phải não hoặc tủy sống, trong ruột, và hệ thống thần kinh của ruột được kết nối trực tiếp với hệ thống thần kinh trung ương thông qua dây thần kinh phế vị. Bởi vì các vấn đề GI thường xảy ra trước các triệu chứng vận động trong nhiều năm và vì hầu hết các trường hợp PD là do yếu tố môi trường, chúng tôi đã đưa ra giả thuyết rằng vi khuẩn trong ruột có thể góp phần gây ra PD.


đồ họa đăng ký nội tâm


Chuột không mầm

Để kiểm tra điều này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng những con chuột sản xuất quá nhiều Syn và biểu hiện các triệu chứng của bệnh Parkinson. Một nhóm chuột có một tập đoàn vi khuẩn đường ruột phức tạp; những con khác, được gọi là chuột không có mầm bệnh, được nuôi trong môi trường hoàn toàn vô trùng và do đó thiếu vi khuẩn đường ruột. Các nhà nghiên cứu yêu cầu cả hai nhóm chuột thực hiện một số nhiệm vụ để đo kỹ năng vận động của chúng, chẳng hạn như chạy trên máy chạy bộ, băng qua xà và đi xuống từ cột. Những con chuột không có mầm bệnh hoạt động tốt hơn đáng kể so với những con chuột có hệ vi sinh vật hoàn chỉnh.

Đây là khoảnh khắc 'eureka'.

Đây là khoảnh khắc của 'eureka', Tim nói Timothy Sampson, một học giả sau tiến sĩ về sinh học và kỹ thuật sinh học và là tác giả đầu tiên của bài báo trên tạp chí Pin. “Những con chuột giống hệt nhau về mặt di truyền; cả hai nhóm đều kiếm được quá nhiều ?Syn. Sự khác biệt duy nhất là sự hiện diện hay vắng mặt của hệ vi sinh vật đường ruột. Một khi bạn loại bỏ hệ vi sinh vật, chuột sẽ có các kỹ năng vận động bình thường ngay cả khi sản xuất quá nhiều ?Syn.”

Tất cả ba trong số các đặc điểm nổi bật của Parkinson đã biến mất trong các mô hình không có mầm bệnh, theo ông Sampson nói. Bây giờ chúng tôi khá tự tin rằng vi khuẩn đường ruột điều tiết, và thậm chí là bắt buộc đối với các triệu chứng của PD. Vì vậy, chúng tôi muốn biết điều này xảy ra như thế nào.

Đóng vòng lặp

Khi vi khuẩn đường ruột phá vỡ chất xơ, chúng tạo ra các phân tử được gọi là axit béo chuỗi ngắn (SCFA), chẳng hạn như acetate và butyrate. Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng các phân tử này cũng có thể kích hoạt các phản ứng miễn dịch trong não.

Vì vậy, các nhà nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng sự mất cân bằng về mức độ SCFA sẽ điều chỉnh tình trạng viêm não và các triệu chứng khác của bệnh PD. Thật vậy, khi những con chuột không có mầm bệnh được cho ăn SCFA, các tế bào gọi là microglia—là những tế bào miễn dịch cư trú trong não—được kích hoạt. Quá trình viêm như vậy có thể khiến tế bào thần kinh gặp trục trặc hoặc thậm chí chết. Trên thực tế, những con chuột không có mầm bệnh được cho ăn SCFA hiện có biểu hiện khuyết tật về vận động và sự tập hợp Syn ở các vùng não liên kết với PD.

Trong một thí nghiệm cuối cùng, Mazmanian và nhóm của ông đã hợp tác với Ali Keshavarzian, một bác sĩ tiêu hóa tại Đại học Rush ở Chicago, để lấy mẫu phân từ bệnh nhân mắc PD và từ các đối chứng khỏe mạnh. Các mẫu microbiome ở người được cấy vào chuột không có mầm bệnh, sau đó đáng chú ý bắt đầu biểu hiện các triệu chứng của PD. Những con chuột này cũng cho thấy mức độ SCFA cao hơn trong phân của chúng. Các mẫu phân được cấy ghép từ những người khỏe mạnh, ngược lại, không gây ra các triệu chứng PD, không giống như những con chuột chứa vi khuẩn đường ruột từ bệnh nhân PD.

Điều này thực sự đã khép kín vòng lặp đối với chúng tôi, ông Maz Mazianian nói. Các dữ liệu cho thấy những thay đổi đối với hệ vi sinh vật đường ruột dường như không chỉ là hậu quả của PD. Đây là một phát hiện đầy khiêu khích cần được nghiên cứu thêm, nhưng thực tế là bạn có thể cấy microbiome từ người sang chuột và chuyển các triệu chứng cho thấy vi khuẩn là tác nhân chính gây bệnh.

Các nhà nghiên cứu cho biết những phát hiện này có ý nghĩa quan trọng đối với việc điều trị bệnh Parkinson.

Đối với nhiều tình trạng thần kinh, phương pháp điều trị thông thường là đưa thuốc vào não. Tuy nhiên, nếu PD thực sự không chỉ gây ra bởi những thay đổi trong não mà thay vào đó là do thay đổi microbiome, thì bạn có thể phải đưa thuốc vào ruột để giúp bệnh nhân, điều này dễ thực hiện hơn, Mitch Mazmanian nói.

Những loại thuốc này có thể được thiết kế để điều chỉnh mức SCFA, cung cấp men vi sinh có lợi hoặc loại bỏ các sinh vật gây hại. Khái niệm mới này có thể dẫn đến các liệu pháp an toàn hơn với ít tác dụng phụ hơn so với các phương pháp điều trị hiện tại.

Tài trợ đến từ Quỹ Larry L. Hillblom, Quỹ Knut và Alice Wallenberg, Hội đồng nghiên cứu Thụy Điển, Ông bà Larry Field, Viện nghiên cứu y học di sản và Viện sức khỏe quốc gia.

nguồn: Caltech

Sách liên quan:

at Thị trường InnerSelf và Amazon