"Naš dolgoletni znanstveni in medicinski cilj je razjasniti vpliv mikrobioma na zdravje in bolezni ljudi, z možgani kot fascinantno novo mejo, "pravi prof. Eran Elinav z oddelka za imunologijo. Njegova ekipa je opravila študijo skupaj s prof. Eranom Segalom z oddelka za računalništvo in uporabno matematiko."
Segal pojasnjuje:
Glede na vse več dokazov, da mikrobiom vpliva na delovanje možganov in bolezni, želeli smo preučiti njegovo potencialno vlogo pri ALS. "
Študijo so vodili podoktorski sodelavci dr. Eran Blacher in Stavros Bashiardes, in sodelavec znanstvenik dr. Hagit Shapiro, vse v laboratoriju Elinav. Sodelovali so z dr. Daphno Rothschild, podoktorski sodelavec v laboratoriju Erana Segala, in dr. Marc Gotkine, Vodja klinike za bolezni motoričnih nevronov v medicinskem centru Hadassah, pa tudi z drugimi znanstveniki iz Weizmanna in drugod.
Znanstveniki so v seriji poskusov začeli dokazovati, da so se simptomi bolezni, podobne ALS, pri transgenih miših poslabšali, potem ko so tem mišem dali širokopasovne antibiotike, da izbrišejo velik del njihovega mikrobioma. Poleg tega Znanstveniki so ugotovili, da gojenje teh miši, nagnjenih k ALS, v pogojih brez kalčkov (v katerih po definiciji, miši nimajo svojega mikrobioma), je zelo težko, saj so te miši v sterilnem okolju težko preživele. Skupaj, ti rezultati so namigovali na možno povezavo med spremembami mikrobioma in pospešenim napredovanjem bolezni pri miših, ki so bile genetsko dovzetne za ALS.
Naslednji, z uporabo naprednih računskih metod, so znanstveniki opisali sestavo in delovanje mikrobioma pri miših, nagnjenih k ALS, primerjamo jih z navadnimi miši. Ugotovili so 11 mikrobnih sevov, ki so se spremenili pri miših, nagnjenih k ALS, ko je bolezen napredovala ali še preden so miši razvile očitne simptome ALS. Ko so znanstveniki te mikrobiološke seve izolirali in jih po zdravljenju z antibiotiki dajali enega za drugim - v obliki probiotikom podobnih dodatkov - miši, nagnjene k ALS, nekateri od teh sevov so imeli očiten negativen vpliv na ALS podobno bolezen. Toda en sev, Akkermansia muciniphila, znatno upočasnilo napredovanje bolezni pri miših in podaljšalo njihovo preživetje.
Da bi razkrili mehanizem, s katerim lahko Akkermansia proizvaja svoj učinek, znanstveniki so pregledali na tisoče majhnih molekul, ki jih izločajo črevesni mikrobi. Uveljavili so eno molekulo, imenovano nikotinamid (NAM):njene ravni v krvi in v cerebrospinalni tekočini miši, nagnjenih k ALS, so se po zdravljenju z antibiotiki zmanjšale in povečale, potem ko so te miši dopolnile z Akkermansio, ki je lahko izločila to molekulo. Da bi potrdili, da je bil NAM res molekula, izločena iz mikrobiomov, ki bi lahko ovirala potek ALS, so znanstveniki nenehno infundirali miši, nagnjene k ALS, z NAM. Klinično stanje teh miši se je znatno izboljšalo. Podrobna študija izražanja genov v njihovih možganih je pokazala, da je NAM izboljšal delovanje njihovih motoričnih nevronov.