Une étude révèle une surabondance d'agents pathogènes opportunistes dans les intestins des personnes atteintes de la maladie de Parkinson

La maladie de Parkinson est courante, maladie neurodégénérative progressive et invalidante. Il ne peut actuellement pas être prévenu ou guéri.

En 2003, Heiko Braak a suggéré que les formes non héréditaires de la MP sont causées par un agent pathogène dans l'intestin. Il a émis l'hypothèse que l'agent pathogène pourrait traverser la barrière muqueuse intestinale et se propager au cerveau par le système nerveux. Jusqu'à maintenant, il n'y a eu aucune preuve d'un agent pathogène spécifique qui pourrait déclencher la MP.

Maintenant Haydeh Payami, Doctorat., professeur de neurologie à l'Université d'Alabama à Birmingham, et ses collègues rapportent pour la première fois une surabondance significative d'un groupe d'agents pathogènes opportunistes dans les intestins des personnes atteintes de la MP, par rapport aux sujets témoins.

La question passionnante est de savoir si ce sont les agents pathogènes de Braak capables de déclencher la MP, ou sont-ils sans rapport avec la MP mais capables de pénétrer dans l'intestin et de se développer, parce que la muqueuse intestinale est compromise dans la MP. Nous soulignons qu'aucune revendication ne peut être faite sur la fonction basée uniquement sur l'association. L'identité de ces micro-organismes permettra à des études expérimentales de déterminer si et comment ils jouent un rôle dans la MP."

Haydeh Payami, Doctorat., Professeur de Neurologie, Université de l'Alabama à Birmingham

Payami et ses collègues de l'UAB, Université Emory, L'Albany Medical College et l'Université de Washington ont pu identifier ces micro-organismes car ils ont réalisé la plus grande étude d'association à l'échelle du microbiome sur les personnes atteintes de la MP et les témoins à ce jour. De nombreuses études antérieures ont trouvé des microbiomes intestinaux altérés chez les personnes atteintes de la MP, mais n'ont pas détecté d'augmentation des agents pathogènes opportunistes. Les agents pathogènes opportunistes sont souvent inoffensifs, mais ils peuvent se développer et provoquer des infections si le système immunitaire est compromis ou s'ils pénètrent dans des sites stériles du corps.

"Nous soupçonnons que la raison pour laquelle nous avons pu détecter ces micro-organismes est qu'ils sont rares et que nous disposions d'un échantillon et d'une puissance beaucoup plus importants que les études précédentes, " a déclaré Payami. Ses chercheurs ont ré-analysé leur étude de 2017 qui comptait 197 cas et 130 témoins, en utilisant un pipeline bioinformatique plus avancé. Ils ont également analysé une nouvelle, jeu de données indépendant avec 323 cas de MP et 184 contrôles, parallèlement au premier jeu de données. Cela a permis la réplication interne et le pouvoir de détecter à la fois les signaux rares et communs. Les études précédentes sur le microbiome de la MP ont varié de 10 à 197 cas de MP et de 10 à 130 témoins.

Une étude d'association à l'échelle du microbiome utilise les progrès du séquençage de l'ADN et des outils informatiques pour rechercher des communautés microbiennes pouvant être associées à une maladie. On comprend de plus en plus que le microbiome intestinal - qui comprend 500 à 1, 000 espèces bactériennes qui ont une influence principalement bénéfique - jouent un rôle important dans la santé humaine et les maladies.

Payami et ses collègues ont également utilisé une analyse de réseau de corrélation sans hypothèse pour identifier les communautés de micro-organismes co-occurrents. L'analyse de réseau est un nouvel outil important en biologie. Un exemple de réseau facile à comprendre est un réseau social comme Facebook, où l'on peut cartographier les connexions entre adeptes ou amis. Quelques personnes auront un grand nombre de connexions, certains en auront beaucoup, et une grande majorité en aura beaucoup moins. Une carte de ces correspondances s'apparente à une carte des routes aériennes.

Grâce à l'analyse de réseau, Payami et ses collègues ont trouvé trois clusters polymicrobiens, et a également constaté que chaque cluster partageait des caractéristiques fonctionnelles. Le premier groupe était celui des agents pathogènes opportunistes surabondants dans les cas de MP, une découverte inédite.

Les deux autres groupes confirmaient des études antérieures. Par rapport aux témoins, les personnes atteintes de la MP avaient des niveaux réduits d'un groupe de microbes qui produisent des acides gras à chaîne courte. Dans le troisième groupe, les personnes atteintes de la MP présentaient des taux élevés de deux genres de microbes probiotiques métabolisant les glucides.

Payami dit que l'étude actuelle avait un objectif précis et une exécution analytique intentionnellement stricte. La rigueur de l'étude consistait à montrer que les microbiomes intestinaux altérés dans les cas de MP étaient indépendants du sexe, âge, IMC, constipation, inconfort gastro-intestinal, géographie et alimentation. Les 15 genres associés à la MP qui ont atteint une signification à l'échelle du microbiome dans les deux ensembles de données ont été identifiés à l'aide de deux méthodes, et avec ou sans ajustement des covariables.

"Il y a plus à apprendre, " Payami a dit, "avec des tailles d'échantillons plus grandes avec une plus grande puissance, études longitudinales pour suivre l'évolution de la maladie prodromique à avancée, et par le séquençage du métagénome de nouvelle génération pour élargir la portée des bactéries et des archées pour inclure les virus et les champignons, et améliorer la résolution au niveau de la souche et du gène."

Co-auteurs avec Payami pour l'étude, "Caractérisation de la dysbiose du microbiome intestinal dans la MP :preuves d'une surabondance d'agents pathogènes opportunistes, " publié dans le La revue partenaire Nature Parkinson's Disease sont Zachary D. Wallen, Marie Appah, Marissa N. Dean, Cheryl L. Sesler et David G. Standaert, Département de neurologie de l'UAB ; Stewart A. Facteur, École de médecine de l'Université Emory, Atlanta, Géorgie; Eric Molho, Collège médical d'Albany, Albany, New York; et Cyrus P. Zabetian, Anciens Combattants Administration Puget Sound Health Care System et Université de Washington, Seattle, Washington.

Le soutien est venu des subventions des National Institutes of Health NS036960, NS062684, NS108675 et NS095775.

L'activité d'acquisition de recherche médicale de l'armée américaine, 820, rue Chandler, Fort Detrick, Maryland 21702-5014, est le bureau d'attribution et d'administration des acquisitions. Ce travail a également été soutenu par le Commandement du matériel de recherche médicale de l'armée américaine approuvé par l'armée américaine, par le biais du programme de recherche sur la maladie de Parkinson, en vertu des sentences nos W81XWH1810508 et W81XWH1810509. Des avis, interprétations, les conclusions et recommandations sont celles de l'auteur et ne sont pas nécessairement approuvées par l'armée américaine.

En menant des recherches utilisant des animaux, le ou les enquêteurs adhèrent aux lois des États-Unis et aux règlements du ministère de l'Agriculture. Dans la conduite de recherches utilisant l'ADN recombinant, l'investigateur a adhéré aux directives du NIH pour la recherche impliquant des molécules d'ADN recombinant. Dans la conduite de recherches impliquant des organismes dangereux ou des toxines, l'investigateur a adhéré au Guide CDC-NIH pour la biosécurité dans les laboratoires microbiologiques et biomédicaux.

Chez UAB, Payami est titulaire de la chaire John T. et Juanelle D. Strain en neurologie.

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