Исследование обнаруживает переизбыток условно-патогенных микроорганизмов в кишечнике людей с болезнью Паркинсона.

Болезнь Паркинсона - распространенное, прогрессирующее и изнурительное нейродегенеративное заболевание. В настоящее время это невозможно предотвратить или вылечить.

В 2003 г. Хайко Браак предположил, что ненаследственные формы БП вызываются патогеном в кишечнике. Он предположил, что патоген может пройти через барьер слизистой оболочки кишечника и распространиться в мозг через нервную систему. До сих пор, не было никаких доказательств того, что конкретный патоген может вызвать болезнь Паркинсона.

Теперь Хайдех Паями, Кандидат наук., профессор неврологии Университета Алабамы в Бирмингеме, и коллеги впервые сообщают о значительном переизбытке группы условно-патогенных микроорганизмов в кишечнике людей с БП, по сравнению с контрольными предметами.

<цитата>

Возникает вопрос, могут ли эти патогены Браака вызывать БП? или они не имеют отношения к БП, но способны проникать в кишечник и расти, потому что слизистая оболочка кишечника нарушена при БП. Мы подчеркиваем, что нельзя делать никаких заявлений относительно функции, основанной исключительно на ассоциации. Идентичность этих микроорганизмов позволит экспериментальным исследованиям определить, играют ли они роль в БП и как они это делают ».

Хайде Паями, Кандидат наук., Профессор неврологии, Университет Алабамы в Бирмингеме

Паями и его коллеги из UAB, Университет Эмори, Медицинский колледж Олбани и Вашингтонский университет смогли идентифицировать эти микроорганизмы, потому что они провели крупнейшее на сегодняшний день исследование ассоциации людей с БП и контрольной группы в масштабе всего микробиома. Многие предыдущие исследования обнаружили измененные микробиомы кишечника у людей с БП, но не выявили увеличения числа условно-патогенных микроорганизмов. Оппортунистические патогены часто безвредны, но они могут расти и вызывать инфекции, если иммунная система ослаблена или если они проникают в стерильные участки тела.

«Мы подозреваем, что причина, по которой мы смогли обнаружить эти микроорганизмы, заключается в том, что они редки, и у нас был гораздо больший размер выборки и мощность, чем в предыдущих исследованиях, "- сказала Паями. Ее исследователи повторно проанализировали свое исследование 2017 года, в котором было 197 случаев и 130 контрольных. используя более продвинутый конвейер биоинформатики. Они также проанализировали новый, независимый набор данных с 323 случаями PD и 184 контролями, параллельно с первым набором данных. Это обеспечило внутреннюю репликацию и способность обнаруживать как редкие, так и общие сигналы. Предыдущие исследования микробиома БП варьировались от 10 до 197 случаев БП и от 10 до 130 контрольных.

В исследовании ассоциации микробиома используются достижения в области секвенирования ДНК и вычислительные инструменты для поиска микробных сообществ, которые могут быть связаны с заболеванием. Появляется понимание, что микробиом кишечника, который включает от 500 до 1, 000 видов бактерий, которые оказывают в основном благотворное влияние, играют важную роль в здоровье и болезнях человека.

Паями и его коллеги также использовали анализ корреляционной сети без гипотез для выявления сообществ сопутствующих микроорганизмов. Сетевой анализ - важный новый инструмент в биологии. Легко понятный пример сетей - социальная сеть, такая как Facebook, где можно отобразить связи между подписчиками или друзьями. У нескольких человек будет огромное количество связей, у некоторых будет много, и у подавляющего большинства будет намного меньше. Карта этих соединений сродни карте маршрутов авиалиний.

Используя сетевой анализ, Паями и его коллеги обнаружили три полимикробных кластера:а также обнаружил, что каждый кластер имеет общие функциональные характеристики. Первым кластером были условно-патогенные микроорганизмы, избыточные в случаях болезни Паркинсона, новая находка.

Два других кластера подтвердили предыдущие исследования. По сравнению с элементами управления, у людей с болезнью Паркинсона снижен уровень скопления микробов, продуцирующих короткоцепочечные жирные кислоты. В третьем кластере у людей с БП были повышенные уровни двух родов пробиотических микробов, метаболизирующих углеводы.

Паями говорит, что текущее исследование имело четкую направленность и намеренно строгое аналитическое исполнение. Строгость исследования включала демонстрацию того, что измененные микробиомы кишечника в случаях БП не зависели от пола, возраст, ИМТ, запор, дискомфорт в желудочно-кишечном тракте, география и диета. 15 родов, связанных с PD, которые достигли значимости для всего микробиома в обоих наборах данных, были идентифицированы с использованием двух методов:и с ковариантной регулировкой или без нее.

"Есть еще чему поучиться, "Паями сказал:"с большим размером выборки с большей мощностью, лонгитюдные исследования для отслеживания перехода от продромального к запущенному заболеванию, и с помощью секвенирования метагенома следующего поколения, чтобы расширить диапазон от бактерий и архей до вирусов и грибов, и улучшить разрешение на уровень штаммов и генов ".

Соавторы с Payami для исследования, «Характеристика дисбактериоза кишечного микробиома при БП:доказательства переизбытка условно-патогенных микроорганизмов, "опубликовано в Журнал Nature partner болезнь Паркинсона Захари Д. Валлен, Мэри Аппа, Марисса Н. Дин, Шерил Л. Сеслер и Дэвид Г. Стандерт, Отделение неврологии UAB; Стюарт А. Фактор, Медицинский факультет Университета Эмори, Атланта, Грузия; Эрик Молхо, Медицинский колледж Олбани, Олбани, Нью-Йорк; и Сайрус П. Забетян, Администрация по делам ветеранов Система здравоохранения Пьюджет-Саунд и Вашингтонский университет, Сиэтл, Вашингтон.

Поддержка поступила из грантов Национального института здравоохранения NS036960, NS062684, NS108675 и NS095775.

Деятельность по закупкам медицинских исследований армии США, 820 Чендлер-стрит, Форт Детрик, Мэриленд 21702-5014, является офисом по присуждению и администрированию закупок. Эта работа также была поддержана Командованием материальных средств медицинских исследований армии США, одобренным армией США, через программу исследования болезни Паркинсона, под номерами наград W81XWH1810508 и W81XWH1810509. Мнения, интерпретации, выводы и рекомендации принадлежат автору и не обязательно одобрены армией США.

При проведении исследований на животных Исследователь (и) соблюдает законы США и постановления Министерства сельского хозяйства. При проведении исследований с использованием рекомбинантной ДНК, Исследователь придерживался Руководства NIH по исследованиям с участием рекомбинантных молекул ДНК. При проведении исследований с участием опасных организмов или токсинов, исследователь придерживался Руководства CDC-NIH по биобезопасности в микробиологических и биомедицинских лабораториях.

В UAB, Паями является заведующим кафедрой неврологии им. Джона Т. и Хуанель Д. Штаммом.

• Специфические изменения в ДНК влияют на существование и количество кишечных бактерий,
• Клонирование стволовых клеток для разработки методов лечения болезни Крона