Studie findet Überfülle opportunistischer Krankheitserreger im Darm von Menschen mit Parkinson

Die Parkinson-Krankheit ist eine häufige, fortschreitende und schwächende neurodegenerative Erkrankung. Es kann derzeit nicht verhindert oder geheilt werden.

In 2003, Heiko Braak schlug vor, dass nicht vererbte Formen der Parkinson-Krankheit durch einen Erreger im Darm verursacht werden. Er stellte die Hypothese auf, dass der Erreger die Darmschleimhautbarriere passieren und sich über das Nervensystem ins Gehirn ausbreiten könnte. Bis jetzt, Es gibt keine Hinweise auf einen bestimmten Erreger, der PD auslösen könnte.

Jetzt Haydeh Payami, Ph.D., Professor für Neurologie an der University of Alabama in Birmingham, und Kollegen berichten zum ersten Mal über eine signifikante Überfülle eines Clusters opportunistischer Krankheitserreger im Darm von Personen mit PD, im Vergleich zu Kontrollpersonen.

Die spannende Frage ist, ob es sich um Braak-Erreger handelt, die Parkinson auslösen können, oder sind sie für Parkinson irrelevant, können aber in den Darm eindringen und wachsen, weil die Darmschleimhaut bei PD beeinträchtigt ist. Wir weisen darauf hin, dass allein aufgrund der Assoziation keine Funktionsansprüche geltend gemacht werden können. Die Identität dieser Mikroorganismen wird experimentelle Studien ermöglichen, um festzustellen, ob und wie sie bei der Parkinson-Krankheit eine Rolle spielen."

Haydeh Payami, Ph.D., Professor für Neurologie, Universität von Alabama in Birmingham

Payami und Kollegen bei UAB, Emory-Universität, Das Albany Medical College und die University of Washington konnten diese Mikroorganismen identifizieren, weil sie die bisher größte mikrobiomweite Assoziationsstudie von Personen mit Parkinson und Kontrollpersonen durchgeführt haben. Viele frühere Studien haben bei Personen mit Parkinson veränderte Darmmikrobiome gefunden, aber keine Zunahme opportunistischer Krankheitserreger festgestellt. Opportunistische Erreger sind oft harmlos, Sie können jedoch wachsen und Infektionen verursachen, wenn das Immunsystem geschwächt ist oder wenn sie in sterile Bereiche des Körpers eindringen.

„Wir vermuten, dass der Grund für den Nachweis dieser Mikroorganismen darin liegt, dass sie selten sind und wir eine viel größere Stichprobengröße und Aussagekraft hatten als frühere Studien. ", sagte Payami. Ihre Forscher analysierten ihre Studie aus dem Jahr 2017 mit 197 Fällen und 130 Kontrollen erneut. mit einer fortschrittlicheren Bioinformatik-Pipeline. Sie analysierten auch eine neue, unabhängiger Datensatz mit 323 PD-Fällen und 184 Kontrollen, parallel zum ersten Datensatz. Dies ermöglichte die interne Replikation und die Fähigkeit, sowohl seltene als auch häufige Signale zu erkennen. Frühere PD-Mikrobiomstudien reichten von 10 bis 197 PD-Fällen und 10 bis 130 Kontrollen.

Eine mikrobiomweite Assoziationsstudie nutzt Fortschritte in der DNA-Sequenzierung und Computertools, um nach mikrobiellen Gemeinschaften zu suchen, die mit Krankheiten in Verbindung gebracht werden können. Es gibt immer mehr Erkenntnisse, dass das Darmmikrobiom – das 500 bis 1 umfasst 000 Bakterienarten, die hauptsächlich einen positiven Einfluss haben – spielt eine wichtige Rolle für die menschliche Gesundheit und Krankheit.

Payami und Kollegen verwendeten auch eine hypothesenfreie Korrelationsnetzwerkanalyse, um Gemeinschaften von gleichzeitig vorkommenden Mikroorganismen zu identifizieren. Die Netzwerkanalyse ist ein wichtiges neues Werkzeug in der Biologie. Ein leicht verständliches Beispiel für Netzwerke ist ein soziales Netzwerk wie Facebook, wo man die Verbindungen zwischen Followern oder Freunden abbilden kann. Ein paar Leute werden eine große Anzahl von Verbindungen haben, manche werden viele haben, und eine große Mehrheit wird viel weniger haben. Eine Karte dieser Verbindungen ähnelt einer Streckenkarte einer Fluggesellschaft.

Mithilfe der Netzwerkanalyse, Payami und Kollegen fanden drei polymikrobielle Cluster, und fand auch heraus, dass jeder Cluster funktionale Eigenschaften teilte. Der erste Cluster bestand aus opportunistischen Krankheitserregern, die in PD-Fällen im Überfluss vorhanden waren. eine neuartige Erkenntnis.

Die anderen beiden Cluster bestätigten frühere Studien. Im Vergleich zu Kontrollen Personen mit Parkinson hatten reduzierte Konzentrationen einer Gruppe von Mikroben, die kurzkettige Fettsäuren produzieren. Im dritten Cluster die Personen mit Parkinson hatten erhöhte Werte von zwei Gattungen, die kohlenhydratmetabolisierende probiotische Mikroben sind.

Payami sagt, dass die aktuelle Studie einen präzisen Fokus und eine bewusst strenge analytische Durchführung hatte. Die Strenge der Studie beinhaltete den Nachweis, dass die veränderten Darmmikrobiome in den PD-Fällen geschlechtsunabhängig waren, Alter, BMI, Verstopfung, Magen-Darm-Beschwerden, Geographie und Ernährung. Die 15 PD-assoziierten Gattungen, die in beiden Datensätzen eine mikrobiomweite Signifikanz erreichten, wurden mit zwei Methoden identifiziert:und mit oder ohne Kovariatenanpassung.

„Es gibt noch mehr zu lernen, "Payami sagte, "bei größeren Stichprobengrößen mit größerer Power, Längsschnittstudien, um Veränderungen von der prodromalen zur fortgeschrittenen Erkrankung zu verfolgen, und durch Metagenom-Sequenzierung der nächsten Generation, um den Anwendungsbereich von Bakterien und Archaeen auf Viren und Pilze zu erweitern, und die Auflösung auf Stamm- und Genebene verbessern."

Co-Autoren mit Payami für die Studie, "Charakterisierende Dysbiose des Darmmikrobioms bei Parkinson:Beweise für ein Überangebot an opportunistischen Krankheitserregern, " veröffentlicht in der Naturpartner-Journal Parkinson-Krankheit sind Zachary D. Wallen, Maria Appah, Marissa N. Dekan, Cheryl L. Sesler und David G. Standaert, UAB Klinik für Neurologie; Stewart A. Faktor, Medizinische Fakultät der Emory-Universität, Atlanta, Georgia; Eric Molho, Albany Medical College, Albanien, New York; und Cyrus P. Zabetian, Veterans Administration Puget Sound Health Care System und University of Washington, Seattle, Washington.

Unterstützung kam von den National Institutes of Health Grants NS036960, NS062684, NS108675 und NS095775.

Die Akquisitionsaktivität für medizinische Forschung der US-Armee, 820 Krämerstraße, Fort Detrick, Maryland 21702-5014, ist die ausschreibende und verwaltende Beschaffungsstelle. Diese Arbeit wurde auch vom U.S. Army Medical Research Materiel Command unterstützt, das von der U.S. Army unterstützt wurde. durch das Parkinson-Forschungsprogramm, unter den Vergabe-Nr. W81XWH1810508 und W81XWH1810509. Meinungen, Interpretationen, Schlussfolgerungen und Empfehlungen sind die des Autors und werden nicht unbedingt von der US-Armee gebilligt.

Bei der Durchführung von Forschungen mit Tieren, der/die Ermittler halten sich an die Gesetze der Vereinigten Staaten und die Vorschriften des Landwirtschaftsministeriums. Bei der Forschung unter Verwendung rekombinanter DNA, der Forscher hielt sich an die NIH-Richtlinien für die Forschung mit rekombinanten DNA-Molekülen. Bei der Forschung mit gefährlichen Organismen oder Toxinen, der Prüfer hielt sich an den CDC-NIH Guide for Biosafety in Microbiological and Biomedical Laboratories.

An der UAB, Payami ist Inhaber des John T. and Juanelle D. Strain Stiftungslehrstuhls für Neurologie.

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