Coraz więcej dowodów wskazuje na to, że mikrobiota nie tylko kształtuje stan zdrowia przewodu pokarmowego, ale także może oddziaływać na układ nerwowy poprzez tzw. oś jelitowo-mózgową. Najnowsze badanie opublikowane w Nature Communications, przeprowadzone przez interdyscyplinarny zespół koreańskich naukowców, ujawnia, że bakterie jamy ustnej, po skolonizowaniu jelit, mogą mieć istotny udział w rozwoju choroby Parkinsona. Odkrycie to otwiera nowy kierunek w badaniach nad mechanizmami neurodegeneracyjnymi i strategiami terapeutycznymi.
Z tego artykułu dowiesz się…
- jak bakterie jamy ustnej mogą wpływać na mózg przez oś jelitowo-mózgową,
- czym jest metabolit ImP i w jaki sposób uszkadza neurony dopaminergiczne,
- jak szlak mTORC1 pośredniczy w rozwoju objawów choroby Parkinsona,
- dlaczego mikrobiota jamy ustnej i jelit może stać się celem terapii neurodegeneracyjnych.
Streptococcus mutans – od próchnicy do neurodegeneracji
W centrum zainteresowania badaczy znalazła się Streptococcus mutans – dobrze znana bakteria odpowiedzialna za próchnicę. Choć jej obecność w jamie ustnej nie jest niczym niezwykłym, okazało się, że u pacjentów z chorobą Parkinsona wykazuje ona zdolność kolonizacji jelit.
Zespół pod kierownictwem prof. Ary Koh i dr Hyunji Park (POSTECH) we współpracy z prof. Yunjongiem Lee i dr Jiwonem Cheonem (Uniwersytet Sungkyunkwan) oraz prof. Han-Joonem Kimem (Narodowy Uniwersytet Seulski) wykazał, że obecność S. mutans w jelitach prowadzi do zwiększonego poziomu specyficznego metabolitu – propionianu imidazolu (ImP), produkowanego dzięki enzymowi reduktazie urokananu (UrdA).
ImP i jego wpływ na mózg
Badacze stwierdzili, że ImP przedostaje się do krążenia ogólnoustrojowego, skąd może trafić do mózgu. Tam wywołuje szereg zmian charakterystycznych dla choroby Parkinsona:
- Utratę neuronów dopaminergicznych,
- Nasilone neurozapalenie,
- Agregację alfa-synukleiny,
- Zaburzenia funkcji motorycznych.
Dowody te uzyskano w eksperymencie na modelu myszy, u których wprowadzono S. mutans lub zmodyfikowaną genetycznie E. coli ekspresjonującą enzym UrdA. Wyniki były jednoznaczne – zwiększony poziom ImP we krwi i mózgu korelował z patologią znaną z choroby Parkinsona.
Szlak mTORC1 jako ogniwo pośredniczące
Kolejnym ważnym odkryciem było ustalenie mechanizmu, za pośrednictwem którego ImP wywołuje neurodegenerację. Okazało się, że kluczową rolę odgrywa aktywacja sygnalizacji przez kompleks białkowy mTORC1, znany z regulacji wzrostu komórkowego i odpowiedzi zapalnych.
Podanie myszom inhibitora mTORC1 znacząco ograniczyło skutki działania ImP, w tym:
- zapalenie ośrodkowego układu nerwowego,
- degenerację neuronów,
- patologiczne nagromadzenie alfa-synukleiny,
- objawy motoryczne.
Wskazuje to, że szlak mTORC1 może być potencjalnym celem terapeutycznym w leczeniu choroby Parkinsona związanej z mikrobiotą.
Nowe możliwości terapeutyczne
Wyniki badania podkreślają znaczenie mikrobiomu – nie tylko jelitowego, ale także jamy ustnej – w patogenezie chorób neurodegeneracyjnych.
Nasze badanie pozwala nam zrozumieć mechanizmy, dzięki którym mikroorganizmy bytujące w jelitach mogą wpływać na mózg i przyczyniać się do rozwoju choroby Parkinsona – powiedział prof. Ara Koh. Podkreśla to potencjał oddziaływania na mikrobiotę jelitową jako strategii terapeutycznej, wyznaczając nowy kierunek leczenia choroby Parkinsona.
Ukierunkowanie terapii na skład mikrobioty oraz metabolity bakteryjne może w przyszłości stanowić uzupełnienie leczenia farmakologicznego i dać szansę na wcześniejsze zatrzymanie lub spowolnienie postępu choroby.
👉 Wyniki oraz opis badań znajdziesz pod TYM LINKIEM
Główne wnioski
- Streptococcus mutans, bakteria jamy ustnej, może skolonizować jelita i produkować toksyczny metabolit ImP.
- ImP przedostaje się do mózgu, prowadząc do utraty neuronów dopaminergicznych, agregacji alfa-synukleiny i objawów Parkinsona.
- Mechanizm neurodegeneracyjny zależy od aktywacji szlaku mTORC1 – jego zahamowanie ogranicza objawy choroby.
- Terapie celujące w mikrobiotę jamy ustnej i jelit mogą stać się nowym kierunkiem leczenia choroby Parkinsona.
Źródło:
- Pohang University of Science and Technology
- Nature Communications
