Kunne et probiotikum forhindre eller vende Parkinsons?
En ny undersøgelse under anvendelse af en rundormsmodel af Parkinsons sygdom viste, at en probiotisk bakterie kunne forhindre og i nogle tilfælde vende toksisk proteinopbygning.
Misfoldede alfa-synuclein proteiner i hjernen er kendetegnende for Parkinsons sygdom.
Mange eksperter mener, at disse toksiske proteinklumper fører til det gradvise tab af hjerneceller, der styrer bevægelse.
Men videnskaben er ikke tydelig, og de underliggende mekanismer, der forårsager Parkinsons, forbliver undvigende.
Uden en effektiv måde at forebygge eller helbrede Parkinsons fokus fokuserer behandlingen primært på at lindre symptomer.
En nylig forskningslinje har undersøgt et muligt link til tarmmikrobiomet, billioner af mikrobielle arter, der befolker vores tarme.
Kunne det at ændre en persons tarmmikrobiom være en måde at ændre deres risiko for at udvikle Parkinsons eller endda tjene som en effektiv behandling?
En gruppe forskere fra universiteterne i Edinburgh og Dundee, begge i Det Forenede Kongerige, satte sig for at undersøge.
Maria Doitsidou, en stipendiat ved University of Edinburgh's Centre for Discovery Brain Sciences, er seniorforfatteren, og holdets forskningsfunktioner i tidsskriftet Cellerapporter.
Probiotisk 'hæmmer og vender' aggregering
Til deres undersøgelse brugte Doitsidou og hendes kolleger en nematodeormorm, som forskere havde genetisk konstrueret til at udtrykke en human version af alfa-synuclein-proteinet.
Disse orme udvikler normalt aggregater eller klumper af alfa-synuclein på dag 1 i deres voksenalder, hvilket er 72 timer efter, at de klækkes.
Men når forskerne fodrede orme, blev en diæt indeholdende en probiotisk bakteriestamme kaldet Bacillus subtilis PXN21 observerede de "et næsten fuldstændigt fravær af aggregater", som de angiver i deres papir. Ormene producerede stadig alfa-synuclein-proteinet, men det samlede sig ikke på samme måde.
I orme, der allerede havde udviklet proteinaggregater, skiftede deres diæt til B. subtilis ryddet aggregaterne fra de berørte celler.
Holdet fulgte derefter et sæt orme gennem deres levetid og sammenlignede en B. subtilis diæt med en konventionel laboratoriediet.
”Det maksimale antal aggregater, der er nået hos dyr fodret med B. subtilis var langt lavere end det, der blev observeret på [standard] diæt, hvilket indikerer, at B. subtilis forsinker ikke blot samlet dannelse, ”forklarer forfatterne i papiret.
“B. subtilis PXN21 hæmmer og vender [alfa-synuclein] aggregering i en [rundorm] model, ”bemærker de.
Er denne effekt specifik for B. subtilis PXN21, dog? For at besvare dette spørgsmål sammenlignede holdet et antal forskellige stammer af bakterien og fandt ud af, at de havde lignende virkninger.
Flere veje, der arbejder sammen
For at finde ud af hvordan B. subtilis er i stand til at forhindre og rydde alfa-synuclein-aggregater, brugte holdet RNA-sekventeringsanalyse til at sammenligne genekspressionen hos dyr, der modtager en standard diæt, med dem, der modtager probiotika.
Denne analyse afslørede ændringer i sphingolipidmetabolisme. Sphingolipider er en type fedtmolekyle, og de er vigtige komponenter i strukturen af vores cellemembraner.
"Tidligere undersøgelser antyder, at en ubalance mellem lipider, herunder ceramider og sfingolipidmellemprodukter, kan bidrage til patologien i [Parkinsons sygdom]," forfatterne kommenterer i papiret.
Alligevel var ændringer i sphingolipidmetabolisme ikke de eneste veje, som forskerne identificerede.
De så det også B. subtilis var i stand til at beskytte ældre dyr mod alfa-synuclein-aggregering gennem både dannelse af komplekse strukturer kaldet biofilm og produktion af nitrogenoxid. Derudover så holdet ændringer i diætbegrænsningen og de insulinlignende signalveje.
Vigtigere er det, da holdet skiftede dyr, der først havde modtaget en standard diæt, over på en B. subtilis kost, deres motoriske færdigheder forbedret.
”Resultaterne giver mulighed for at undersøge, hvordan ændring af bakterierne, der udgør vores tarmmikrobiom, påvirker Parkinsons. De næste trin er at bekræfte disse resultater hos mus, efterfulgt af hurtige kliniske forsøg, da det probiotiske stof, vi testede, allerede er kommercielt tilgængeligt. ”
Maria Doitsidou
