In 2003, Heiko Braak stelde voor dat niet-erfelijke vormen van PD worden veroorzaakt door een ziekteverwekker in de darm. Hij veronderstelde dat de ziekteverwekker door de darmmucosale barrière zou kunnen gaan en zich via het zenuwstelsel naar de hersenen zou kunnen verspreiden. Tot nu toe, er is geen bewijs van een specifiek pathogeen dat PD kan veroorzaken.
Nu Haydeh Payami, doctoraat, hoogleraar neurologie aan de Universiteit van Alabama in Birmingham, en collega's rapporteren voor het eerst een significante overvloed aan een cluster van opportunistische pathogenen in de ingewanden van personen met PD, vergeleken met controlepersonen.
De spannende vraag is of dit de ziekteverwekkers van Braak zijn die PD kunnen veroorzaken, of zijn ze niet relevant voor PD, maar kunnen ze de darm binnendringen en groeien, omdat de darmwand aangetast is bij PD. We benadrukken dat er geen aanspraak kan worden gemaakt op functie die uitsluitend op associatie is gebaseerd. De identiteit van deze micro-organismen zal experimentele studies mogelijk maken om te bepalen of en hoe ze een rol spelen bij PD."
Haydeh Payami, doctoraat, hoogleraar neurologie, Universiteit van Alabama in Birmingham
Payami en collega's bij UAB, Emory-universiteit, Albany Medical College en de Universiteit van Washington waren in staat om deze micro-organismen te identificeren omdat ze tot nu toe de grootste microbioombrede associatiestudie van personen met PD en controles hebben uitgevoerd. Veel eerdere onderzoeken hebben veranderde darmmicrobiomen gevonden bij personen met PD, maar hebben geen toename van opportunistische pathogenen gedetecteerd. Opportunistische ziekteverwekkers zijn vaak ongevaarlijk, maar ze kunnen groeien en infecties veroorzaken als het immuunsysteem wordt aangetast of als ze doordringen in steriele delen van het lichaam.
"We vermoeden dat de reden dat we deze micro-organismen konden detecteren, is dat ze zeldzaam zijn en dat we een veel grotere steekproefomvang en kracht hadden dan eerdere studies, " Zei Payami. Haar onderzoekers analyseerden hun studie uit 2017 opnieuw met 197 gevallen en 130 controles, met behulp van een meer geavanceerde bioinformatica-pijplijn. Ze analyseerden ook een nieuwe, onafhankelijke dataset met 323 gevallen van PD en 184 controles, parallel aan de eerste dataset. Dit maakte interne replicatie mogelijk en het vermogen om zowel zeldzame als veelvoorkomende signalen te detecteren. Eerdere PD-microbioomstudies varieerden van 10 tot 197 PD-gevallen en 10 tot 130 controles.
Een microbioom-brede associatiestudie maakt gebruik van vooruitgang in DNA-sequencing en computerhulpmiddelen om te zoeken naar microbiële gemeenschappen die mogelijk geassocieerd zijn met ziekte. Er is een groeiend begrip dat het darmmicrobioom - dat 500 tot 1 omvat, 000 bacteriesoorten die vooral een gunstige invloed hebben -- spelen een belangrijke rol bij de menselijke gezondheid en ziekte.
Payami en collega's gebruikten ook hypothesevrije correlatienetwerkanalyse om gemeenschappen van gelijktijdig voorkomende micro-organismen te identificeren. Netwerkanalyse is een belangrijk nieuw hulpmiddel in de biologie. Een gemakkelijk te begrijpen voorbeeld van netwerken is een sociaal netwerk zoals Facebook, waar men de connecties tussen volgers of vrienden in kaart kan brengen. Een paar mensen zullen een enorm aantal connecties hebben, sommigen zullen er veel hebben, en een overgrote meerderheid zal er veel minder hebben. Een kaart van deze verbindingen is vergelijkbaar met een routekaart van een luchtvaartmaatschappij.
Met behulp van netwerkanalyse, Payami en collega's vonden drie polymicrobiële clusters, en ontdekte ook dat elk cluster functionele kenmerken deelde. Het eerste cluster was dat van opportunistische pathogenen die overvloedig aanwezig waren in PD-gevallen, een nieuwe vondst.
De andere twee clusters bevestigden eerdere studies. In vergelijking met controles, personen met PD hadden verminderde niveaus van een cluster van microben die vetzuren met een korte keten produceren. In het derde cluster de personen met PD hadden verhoogde niveaus van twee geslachten die koolhydraatmetaboliserende probiotische microben zijn.
Payami zegt dat de huidige studie een precieze focus en een opzettelijk strikte analytische uitvoering had. De nauwkeurigheid van de studie omvatte het aantonen dat de veranderde darmmicrobiomen in de PD-gevallen onafhankelijk waren van geslacht, leeftijd, BMI, constipatie, gastro-intestinaal ongemak, aardrijkskunde en voeding. De 15 PD-geassocieerde geslachten die in beide datasets microbioom-brede significantie bereikten, werden geïdentificeerd met behulp van twee methoden, en met of zonder covariabele aanpassing.
"Er valt meer te leren, "Payami zei, "met grotere steekproefomvang met meer power, longitudinale studies om verandering van prodromale naar gevorderde ziekte te volgen, en door metagenoomsequencing van de volgende generatie om de reikwijdte van bacteriën en archaea uit te breiden tot virussen en schimmels, en de resolutie tot stam- en genniveau te verbeteren."
Co-auteurs met Payami voor de studie, "Karakteriseren van dysbiose van darmmicrobioom bij PD:bewijs voor overvloed aan opportunistische pathogenen, " gepubliceerd in de Natuur partnertijdschrift Parkinson's Disease zijn Zachary D. Wallen, Maria Appa, Marissa N. Dean, Cheryl L. Sesler en David G. Standaert, UAB Afdeling Neurologie; Stewart A. Factor, Emory University School of Medicine, Atlanta, Georgië; Eric Molho, Albany Medisch College, Albanië, New York; en Cyrus P. Zabetian, Veteranenadministratie Puget Sound Health Care System en University of Washington, Seattle, Washington.
Ondersteuning kwam van National Institutes of Health-beurzen NS036960, NS062684, NS108675 en NS095775.
De acquisitieactiviteit voor medisch onderzoek van het Amerikaanse leger, Chandlerstraat 820, Fort Detrick, Maryland 21702-5014, is het gunnings- en administratiekantoor. Dit werk werd ook ondersteund door het U.S. Army Medical Research Materiel Command, onderschreven door het U.S. Army, via het Parkinson-onderzoeksprogramma, onder prijsnummers W81XWH1810508 en W81XWH1810509. Meningen, interpretaties, conclusies en aanbevelingen zijn die van de auteur en worden niet noodzakelijk onderschreven door het Amerikaanse leger.
Bij het uitvoeren van onderzoek met dieren, de onderzoeker(s) houden zich aan de wetten van de Verenigde Staten en de voorschriften van het ministerie van Landbouw. Bij het uitvoeren van onderzoek waarbij gebruik wordt gemaakt van recombinant DNA, de onderzoeker hield zich aan de NIH-richtlijnen voor onderzoek met recombinante DNA-moleculen. Bij het uitvoeren van onderzoek met gevaarlijke organismen of toxines, de onderzoeker hield zich aan de CDC-NIH-gids voor bioveiligheid in microbiologische en biomedische laboratoria.
Bij UAB, Payami bekleedt de John T. en Juanelle D. Strain Endowed Chair in Neurology.
Zure pH verhoogt SARS-CoV-2-infectie door ACE2-receptor op te reguleren
Lekkende darm en microbiële dysbiose kunnen bijdragen aan cytokinestorm in ernstig zieke COVID-19-gevallen
De helft van de gebruikte medicijnen beschadigt darmbacteriën,
Wordt het coronavirus verspreid via de ontlasting?
Gezondste darmbacteriën met plantaardig of mediterraan dieet
Wat kan oude uitwerpselen ons vertellen over de evolutie van het menselijke darmmicrobioom?
Rurale en stedelijke microbiota verschillen van jongs af aan,
vindt nieuwe studie Een nieuwe studie heeft aangetoond dat verschillen in het menselijke darmmicrobioom tussen mensen die op het platteland en in de stedelijke gebieden van Nigeria wonen al op zeer j
Darmversterkend voedsel kan wereldwijd een einde maken aan ondervoeding bij kinderen
Onderzoekers hebben een nieuw type voedsel ontwikkeld dat de darmbacteriën bij ondervoede kinderen verbetert en beter is in het op gang brengen van de groei dan standaard voedseltherapie. N
Oude microbiomen van primaten kunnen meer informatie opleveren over menselijke ontwikkeling
Oude menselijke microbiomen worden onder de loep genomen voor wat ze wetenschappers vertellen over de mensen van lang geleden. Een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Grenzen in ecologie en