Kolejne dowody na związek mikrobioty jelitowej z chorobą Parkinsona

Od 2003 r. naukowcy z Birmingham School of Medicine we współpracy z badaczami z Japonii obserwowali związek między jelitami ludzi cierpiących na chorobę Parkinsona a zmianami w mózgu. Na tej podstawie zaobserwowali nagromadzenie nieprawidłowo sfałdowanych białek zwanych alfa-synukleiną (α-syn) w obszarach mózgu zaangażowanych w układ trawienny. Białka te mogą uszkodzić neurony, więc ich obecność była potencjalnym dzwonkiem alarmowym dla badaczy.

Jak donosi czasopismo „Neuron” , w ostatnim czasie naukowcy z Johns Hopkins przyjrzeli się, w jaki sposób alfa-synukleiny trafiają do mózgu, badając możliwość ich przemieszczania się wzdłuż nerwu błędnego – mowa o połączeniu żołądka i jelita cienkiego z podstawą mózgu .

Istotna rola białek

Aby przetestować tę hipotezę, zespół wstrzyknął dwóm grupom myszy nieprawidłowo sfałdowaną alfa-synukleinę, a w badanie zaangażowano też grupę kontrolną. W jednej z grup naukowcy odcięli nerw błędny. Następnie zbadali rozmieszczenie białek u myszy przez okres jednego, trzech, siedmiu i wreszcie dziesięciu miesięcy. Myszy z odciętym nerwem błędnym nie wykazywały oznak uszkodzenia neurologicznego w wyniku nagromadzenia alfa-synukleiny. Jednak u tych z nienaruszonym nerwem błędnym można było zaobserwować, jak alfa-synukleina rozprzestrzenia się w mózgu.

— Odkrycia te dostarczają dalszych dowodów na rolę jelita w chorobie Parkinsona i dają nam model do badania postępu choroby od samego początku — powiedział w oświadczeniu starszy autor badania, profesor Ted Dawson.

Kluczowy nerw błędny

Zespół zbadał również zachowanie wszystkich trzech grup szczurów, aby ustalić, czy one również doświadczają zmian behawioralnych, a w szczególności czy przesuwają się w kierunku budowania gniazd i eksploracji nowego środowiska. Zachowania te są odpowiednio modelami kontroli motorycznej i lęku.

Badacze odkryli, że po siedmiu miesiącach myszy z nienaruszonym nerwem błędnym i wstrzykniętą alfa-synukleiną radziły sobie znacznie gorzej w budowaniu gniazd zarówno od zwierząt z grupy kontrolnej, jak i od myszy, którym odcięto nerw błędny. Podobne wyniki zaobserwowano w testach, w których myszy zostały umieszczone w nowym środowisku.

Podsumowując, badania sugerują, że białka alfa-synukleiny mogą wspinać się wzdłuż nerwu błędnego. Być może, jeśli droga transmisji zostanie zablokowana, możliwe będzie zapobieżenie fizycznym i poznawczym objawom tego stanu, ale potrzebne są dalsze badania przed wyciągnięciem wniosków. Naukowcy mają nadzieję zbadać dokładnie jak białka poruszają się po nerwach i znaleźć jakiś mechanizm, który je zatrzyma.

Szansa na nowy lek na Parkinsona

W czerwcu tego roku naukowcy z Uniwersytetu w Pensylwanii ujawnili odkrycie nowego leku, który może być pomocny w leczeniu choroby Parkinsona. Ponad trzy dekady temu okazało się, że substancja chemiczna znajdująca się w syntetycznych opioidach MPTP wywołała początek choroby Parkinsona. W nowym badaniu prowadzonym przez naukowców ze Szkoły Medycyny Weterynaryjnej odkryto, że enzym w organizmie może metabolizować związki utworzone w mózgu z alkaloidów obecnych w niektórych produktach spożywczych i tytoniu w substancje chemiczne podobne do MPTP, wywołując stan neurodegeneracyjny u myszy.

Poprzednie badania wykazały, że MPTP i podobne związki toksyczne indukują chorobę Parkinsona u gryzoni i naczelnych. Mechanizm ich działania obejmował utlenianie związków do postaci MPP +, toksycznego metabolitu. Enzym mający odpowiadać za ten stan jest nazywany oksydazą monoaminową B (MAO-B) i występuje w komórkach glejowych układu nerwowego. Naukowcy próbowali powstrzymać skutki choroby Parkinsona, atakując dwóch graczy na tym szlaku, zarówno MAO-B, jak i białko transportera dopaminy, jednak z mieszanym powodzeniem.

Prowadzone przez Penn badanie sugeruje jednakże całkowicie odrębny mechanizm. We wcześniejszych pracach Avadhani i współpracownicy wykazali, że enzym CYP2D6 zlokalizowany w mitochondriach może odgrywać rolę w metabolizowaniu MPTP do MPP +. W nowym badaniu przyjrzeli się bliżej beta-karbolinom i izochinolinom, toksynom przypominającym MPTP, które organizm wytwarza z substancji występujących w dymie tytoniowym, alkoholu i niektórych produktach spożywczych.

Odkryto, że zamiast MAO-B, to mitochondrialny CYP2D6 aktywuje beta-karboliny i izochinoliny w neuronach wytwarzających dopaminę. Ta droga aktywacji w modelu mysim powoduje uszkodzenie neuronów i stres oksydacyjny oraz objawy podobne do tych charakterystycznych dla choroby Parkinsona.