Микробиом людей с болезнью Паркинсона способствует патологическим процессам

Микробиота выполняет многие важные функции в организма — помогает с метаболизмом пищи, производит важные метаболиты, такие как витамины, поддерживает целостность кишечного барьера, подавляет патогены, регулирует развитие и обучение иммунной системы. Дисбиоз делает организм более подверженным болезням. Дисбиоз обнаруживается во многих состояниях, таких как диабет, болезнь Паркинсона и расстройства аутистического спектра.

Болезнь Паркинсона — мультисистемное и этиологически гетерогенное заболевание. Существуют несколько генетических факторов и факторов окружающей среды, но в большинстве случаев причину установить не удается. Пациенты часто страдают от запоров еще до проявления симптомов. Патология альфа-синуклеина выявляется в кишечнике на ранних стадиях болезни. Есть гипотеза, что болезнь начинается в кишечнике и распространяется на мозг, но пака это не было доказано. Ученые из США и Великобритании провели широкомасштабное исследование метагенома пациентов с болезнью Паркинсона. Они выявили дисбиоз у таких пациентов, идентифицировали виды, ответственные за дисбиоз, а также делают предположения о генах и сигнальных путях, которые играют роль в развитии болезни.

В исследование вошли 490 пациентов с болезнью Паркинсона и 234 контроля. Контролями часто выступали супруги пациентов. У всех участников отбирали образцы стула, извлекали из них ДНК и секвенировали ее методом дробовика.

У пациентов было больше проблем с желудочно-кишечным трактом, таких как запоры, чем у контролей. Эти факторы и другие, такие как прием алкоголя, лекарств, пробиотиков, диета, принимались во внимание в анализе.

Авторы изучили отдельные виды микроорганизмов, связанные с болезнью Паркинсона. Всего они идентифицировали 2270 видов, включая бактерии, археи и эукариоты, 719 прошли контроль качества. Из них 257 видов были найдены у 5% участников и более. Анализ показал, что 84 вида из 257 были ассоциированы с болезнью Паркинсона: 55 видов присутствовали в большем количестве, 29 — в меньшем. Так, у пациентов бактерий Bifidobacterium dentium было больше в семь раз, Actinomyces oris — в 6,5 раз, Streptococcus mutans — в шесть раз. С другой стороны, Roseburia intestinalis было меньше в 7,5 раз, а Blautia wexlerae — в пять раз. Дополнительный анализ подтвердил связь 32 видов с патологией, еще 30 видов были связаны с патологией и еще с одной переменной, такой как прием алкоголя и слабительных.

Были выявлены виды, которые чаще всего появляются совместно, а также виды, которые «избегают» друг друга. Оппортунистические патогены Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae и Klebsiella quasipneumoniae чаще встречаются у пациентов с болезнью Паркинсона.

Новая работа подтвердила данные, полученные ранее с помощью секвенирования 16S рРНК, а также помогла уточнить результаты до вида. Так, подтвердилось, что Blautia, Faecalibacterium, Fusicatenibacter, Roseburia и Ruminococcus присутствую в меньших количествах у пациентов, а Bifidobacterium, Hungatella, Lactobacillus, Methanobrevibacter и Porphyromonas — в больших. Некоторые источники утверждали, что Prevotella чаще встречается у пациентов, некоторые — реже. Авторы показали, что содержание Prevotella copri понижено, а патогенных видов Prevotella — повышено у пациентов с болезнью Паркинсона.

Исследователи идентифицировали 8528 семейств генов и 511 метаболических путей. По их оценкам, от трети до двух третей метаболических путей были дерегулированы у пациентов. Микробиом пациентов с болезнью Паркинсона способствует патогенезу — у них больше оппортунистических патогенов, вырабатывается больше иммуногенных компонетнов и токсинов, нарушена регуляция сигналинга нейроактивации, преобладают молекулы, способствующие образованию амилоидов, которые индуцируют патологию альфа-синуклеина. При этом у них меньше противовоспалительных и нейропротективных молекул.

Авторы получили большое количество данных по метагеномному секвенированию методом дробовика на уровне отдельных индивидов и сделали их открытыми. Они показали, что бисбиоз характерен для пациентов с болезнью Паркинсона, а их микробиом способствует развитию патологий и препятствует выздоровлению.

Микробиом кишечника как предиктор болезней и смерти