Gestörte Darmmikrobiome werden bei Patienten mit hämorrhagischer Hirnerkrankung gefunden

Eine neue Studie zeigt, dass Menschen mit einer seltenen genetischen Erkrankung, die Blutungen im Gehirn verursacht, ein anderes Darmmikrobiom haben als Menschen ohne die Krankheit. Außerdem, Es sind die Moleküle, die durch dieses bakterielle Ungleichgewicht produziert werden, die die Bildung von Läsionen im Gehirn dieser Patienten verursachen.

Die Ergebnisse sind die ersten bei allen menschlichen neurovaskulären Erkrankungen. Sie haben Auswirkungen sowohl auf die Behandlung der Krankheit als auch auf die Untersuchung anderer neurovaskulärer Erkrankungen, die durch das Darmmikrobiom einer Person beeinflusst werden könnten.

Die Studie wurde von Forschern der University of Chicago Medicine geleitet und am 27. Mai in . veröffentlicht Naturkommunikation . Es untersuchte die Darmbakterien von Patienten mit kavernösem Angiom (CA), eine Krankheit, bei der sich Blutgefäßanomalien im Gehirn entwickeln und Schlaganfälle verursachen, Anfälle, und schwerwiegende neurologische Komplikationen.

Die Krankheit wird durch eine genetische Mutation in der Läsion verursacht – die vererbt werden kann oder sporadisch auftritt – und ihre Schwere und ihr Verlauf variieren bei den Patienten stark.

UChicago ist führend in der Erforschung dieser Krankheit. Es wurde als Kompetenzzentrum für kavernöse Angiome ausgewiesen und behandelt Patienten mit dieser Erkrankung aus der ganzen Welt.

Ermittler hatten Hinweise, dass die Krankheit durch das Darmmikrobiom beeinflusst werden könnte:Senior-Autor Issam Awad, MD, der John Harper Seeley Professor für Neurochirurgie und Direktor für Neurovaskuläre Chirurgie an der UChicago Medicine, war Partner in einer früheren Studie an Mäusen, Dies zeigte, dass die Zellen, die die Blutgefäße des Gehirns auskleideten, auf die Darmbakterien der Tiere reagierten.

„Die Auswirkungen waren sehr groß, ", sagte er. "Aber wir wussten nicht, ob dieses Konzept eines einzigartigen Mikrobioms, das die Entwicklung von Läsionen begünstigt, auf den Menschen zutrifft."

Herausfinden, Forscher von UChicago – in Zusammenarbeit mit Ermittlern der University of California San Francisco, Universität von New Mexico, Universität von Pennsylvania, und die Patienten-Selbsthilfegruppe der Angioma Alliance – sammelten Stuhlproben von mehr als 120 CA-Patienten.

Die Proben wurden dann auf ihren Bakteriengehalt analysiert und mit Proben aus der allgemeinen Bevölkerung verglichen. Die CA-Proben zeigten signifikant höhere Mengen gramnegativer Bakterien und weniger grampositive Bakterien.

Die Forscher identifizierten eine Kombination aus drei häufig vorkommenden Bakterienarten, deren relative Häufigkeit CA-Patienten von Kontrollpatienten ohne CA-Läsionen unterscheiden kann, mit hoher Sensitivität und Spezifität.

Die CA-Proben zeigten auch ein unausgewogenes Bakteriennetzwerk, das viel ungeordneter war als das Bakteriennetzwerk der Allgemeinbevölkerung.

Die CA-Patienten aus allen verschiedenen Entnahmestellen hatten das gleiche charakteristische Mikrobiom, unabhängig davon, ob sie die Mutation geerbt hatten oder eine sporadische Läsion hatten, und unabhängig von der Anzahl der Läsionen, die sie hatten."

Issam Awad MD, Leitender Autor und Direktor der Studie für Neurovaskuläre Chirurgie, Medizinisches Zentrum der Universität von Chicago

Die Forscher zeigten außerdem, dass das bakterielle Ungleichgewicht bei Patienten mit CA Lipopolysaccharid (LPS)-Moleküle produziert. die durch den Blutkreislauf zum Gehirn wandern und sich an der Blutgefäßauskleidung des Gehirns anlagern, Erleichterung der Läsionsentwicklung. „All diese Beweise deuteten darauf hin, dass das Mikrobiom eher eine Ursache von Läsionen als eine Wirkung ist. “ sagte Awad.

Die Forscher sammelten auch Blut von mehreren CA-Patienten und verwendeten fortschrittliches computergestütztes maschinelles Lernen, um die Kombination von molekularen Signalen zu identifizieren, die mit der Krankheit verbunden sind. Diejenigen mit CA hatten signifikant unterschiedliche LPS-bezogene Blutbiomarker und Entzündungsmoleküle. Das Ergebnis war im Wesentlichen ein intelligenter, personalisierter Test für jeden CA-Patienten.

"Wenn man sich sowohl Bakterienkombinationen als auch die Blutbiomarker ansieht, konnten wir bei jedem Patienten messen, wie aggressiv die Krankheit war, " sagte Sean Polster, MD, ein Assistenzarzt für Neurochirurgie an der UChicago Medicine und Erstautor des Artikels. Polster verbrachte zwei Jahre seiner Facharztausbildung für Neurochirurgie damit, die Studie zwischen den verschiedenen Institutionen zu koordinieren.

Die Forscher beginnen, darüber nachzudenken, wie sich diese Ergebnisse auf die Behandlung auswirken. Frühere Studien an Mäusen zeigten, dass diejenigen, die mit Emulgatoren gefüttert wurden – die oft als Konservierungsstoffe in verarbeiteten Lebensmitteln verwendet werden – mehr Blutungen im Gehirn hatten. wahrscheinlich aufgrund der Art und Weise, wie sie das Bakteriennetzwerk des Darms störten. Die Forscher raten Patienten nun, diese Konservierungsstoffe zu vermeiden.

Obwohl Antibiotika und Probiotika wie natürliche Behandlungsformen erscheinen mögen, sie könnten das Bakteriengleichgewicht auf eine Weise verändern, die zu größeren Problemen führt. „Das ist komplizierter als es scheint, “ sagte Awad.

Jedoch, Er sagt CA-Patienten, die durch gramnegative Bakterien verursachte Infektionen (wie Harnwegsinfektionen oder Prostatitis) haben, sie sofort behandeln zu lassen, um weitere potenzielle Hirnläsionen zu vermeiden.

Die Forscher untersuchen auch, ob diese Mikrobiom-Hirn-Verbindung auch bei anderen Erkrankungen untersucht werden kann. Schon, sie zeigten, dass die gleichen Gene und Biomarker, die an CA beteiligt sind, mit zunehmendem Alter auch im menschlichen Gehirn aktiv sind. „Die Patienten haben große Hoffnung, dass wir daran arbeiten, “, sagte Polster.

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