Het onderzoek werd geleid door Weifei Zhu, doctoraat, en Stanley Hazen, MD, doctoraat, van het Lerner Research Institute van Cleveland Clinic. De studie bouwt voort op meer dan tien jaar onderzoek onder leiding van Dr. Hazen en zijn team met betrekking tot de rol van het darmmicrobioom in cardiovasculaire gezondheid en ziekte, inclusief de nadelige effecten van TMAO (trimethylamine N-oxide) - een bijproduct dat wordt geproduceerd wanneer darmbacteriën bepaalde voedingsstoffen verteren die overvloedig aanwezig zijn in rood vlees en andere dierlijke producten.
In deze studie ontdekten we dat choline en TMAO in de voeding een grotere slaggrootte en ernst veroorzaakten, en slechtere resultaten in diermodellen. Opmerkelijk, simpelweg het transplanteren van darmmicroben die TMAO kunnen maken, was voldoende om een diepgaande verandering in de ernst van een beroerte te veroorzaken."
Dr. Stanley Hazen, Voorzitter van de afdeling Cardiovasculaire &Metabole Wetenschappen en directeur van Cleveland Clinic's Center for Microbiome &Human Health
Eerder, Dr. Hazen en zijn team ontdekten dat verhoogde TMAO-spiegels kunnen leiden tot de ontwikkeling van hart- en vaatziekten. In klinische onderzoeken waarbij duizenden patiënten betrokken waren, ze hebben aangetoond dat de bloedspiegels van TMAO het toekomstige risico op een hartaanval voorspellen, beroerte en overlijden - bevindingen die over de hele wereld zijn gerepliceerd. Eerdere onderzoeken, ook onder leiding van Drs. Zhu en Hazen, waren de eersten die een verband aantoonden tussen TMAO en een verhoogd risico op bloedstolling.
"Deze nieuwe studie bouwt voort op deze bevindingen, en levert voor de eerste keer bewijs dat darmmicroben in het algemeen - en via TMAO specifiek - een directe invloed kunnen hebben op de ernst van een beroerte of functionele stoornissen na een beroerte, "zei Dr. Hazen.
De onderzoekers vergeleken hersenbeschadiging in preklinische beroertemodellen tussen die met verhoogde of verlaagde TMAO-niveaus. Overuren, degenen met hogere niveaus van TMAO hadden meer uitgebreide hersenbeschadiging en een grotere mate van motorische en cognitieve functionele tekorten na een beroerte. De onderzoekers ontdekten ook dat veranderingen in het dieet die TMAO-niveaus veranderen, zoals minder rood vlees en eieren eten, de ernst van de beroerte beïnvloed.
"Functionaliteit na een beroerte - die optreedt wanneer de bloedtoevoer naar de hersenen wordt geblokkeerd - is een grote zorg voor patiënten, " zei dr. Hazen, die ook co-sectiehoofd is van Preventive Cardiology &Cardiac Rehabilitation in Miller Heart in Cleveland Clinic, Vasculair &Thoracaal Instituut. "Om te begrijpen of choline en TMAO de functionaliteit na een beroerte beïnvloeden, naast de ernst van de beroerte, we vergeleken de prestaties op verschillende taken vóór de beroerte, en dan zowel op de korte als op de lange termijn na een beroerte."
Het team ontdekte dat een darmmicrobe-enzym dat cruciaal is voor de productie van TMAO, genaamd CutC, de ernst van de beroerte verhoogde en de resultaten verslechterde.
Volgens Dr. Zhu, het richten op dit darmmicrobe-enzym kan een veelbelovende benadering zijn om een beroerte te voorkomen. "Toen we het darmmicrobe-gen dat voor CutC codeert genetisch tot zwijgen hebben gebracht, de ernst van de beroerte aanzienlijk verminderd, "zei ze. "Lopend onderzoek is het verkennen van deze behandelingsbenadering, evenals het potentieel voor dieetinterventies om TMAO-niveaus en het risico op beroertes te helpen verminderen, omdat bekend is dat zowel een westers dieet als een dieet dat rijk is aan rood vlees de TMAO-niveaus verhoogt. Overschakelen naar plantaardige eiwitbronnen helpt om TMAO te verlagen."
Dr. Hazen is een gekozen lid van de National Academy of Medicine en bekleedt de Jan Bleeksma-leerstoel in Vasculaire Biologie en Atherosclerose, en de Leonard Krieger-leerstoel in preventieve cardiologie aan de Cleveland Clinic. Zijn baanbrekende ontdekkingen met betrekking tot TMAO zijn over de hele wereld gerepliceerd, en TMAO-tests zijn op grote schaal toegepast in de klinische praktijk.