Kan en probiotikum förhindra eller vända Parkinsons?
En ny studie som använde en rundmaskmodell av Parkinsons sjukdom visade att en probiotisk bakterie kunde förhindra och i vissa fall vända toxisk proteinuppbyggnad.
Felaktiga alfa-synukleinproteiner i hjärnan är kännetecknet för Parkinsons sjukdom.
Många experter tror att dessa giftiga proteinklumpar leder till en progressiv förlust av hjärnceller som styr rörelsen.
Men vetenskapen är inte tydlig, och de bakomliggande mekanismerna som orsakar Parkinsons förblir svårfångade.
Utan ett effektivt sätt att förebygga eller bota Parkinsons, fokuserar behandlingen främst på att lindra symtom.
En ny forskningslinje har undersökt en möjlig länk till tarmmikrobiomet, biljoner mikrobiella arter som befolkar våra tarmar.
Kan förändring av en persons tarmmikrobiom vara ett sätt att ändra deras risk att utveckla Parkinsons eller till och med fungera som en effektiv behandling?
En grupp forskare från universiteten i Edinburgh och Dundee, båda i Storbritannien, gick ut för att undersöka.
Maria Doitsidou, stipendiat vid University of Edinburghs Centre for Discovery Brain Sciences, är seniorstudieförfattare och teamets forskningsfunktioner i tidskriften Cellrapporter.
Probiotiska ”hämmar och vänder” aggregering
För sin studie använde Doitsidou och hennes kollegor en nematodmaskmodell som forskare genetiskt hade konstruerat för att uttrycka en mänsklig version av alfa-synukleinproteinet.
Dessa maskar utvecklar normalt aggregat eller klumpar av alfa-synuclein vid dag 1 i vuxenlivet, vilket är 72 timmar efter att de kläcks.
Men när forskarna matade maskar en diet som innehöll en probiotisk bakteriestam kallad Bacillus subtilis PXN21 observerade de "en nästan fullständig frånvaro av aggregat", som de anger i sitt papper. Maskarna producerade fortfarande alfa-synukleinproteinet, men det aggregerades inte på samma sätt.
I maskar som redan hade utvecklat proteinaggregat, bytte kost till B. subtilis rensade aggregaten från de drabbade cellerna.
Teamet följde sedan en uppsättning maskar genom sin livslängd och jämförde a B. subtilis diet med en konventionell laboratoriediet.
”Det maximala antalet aggregat som nås hos djur som matas med B. subtilis var mycket lägre än vad som observerats på [standard] diet, vilket tyder på att B. subtilis fördröjer inte bara aggregerad bildning, förklarar författarna i tidningen.
“B. subtilis PXN21 hämmar och reverserar [alfa-synuclein] aggregering i en [rundmask] -modell, ”noterar de.
Är denna effekt specifik för B. subtilis PXN21, dock? För att svara på denna fråga jämförde teamet ett antal olika stammar av bakterien och fann att de hade liknande effekter.
Flera vägar som arbetar tillsammans
För att ta reda på hur B. subtilis kan förhindra och rensa alfa-synukleinaggregat, använde teamet RNA-sekvenseringsanalys för att jämföra genuttrycket hos djur som fick en standarddiet med de som fick probiotiska.
Denna analys avslöjade förändringar i sfingolipidmetabolismen. Sfingolipider är en typ av fettmolekyl, och de är viktiga komponenter i strukturen i våra cellmembran.
"Tidigare studier tyder på att en obalans mellan lipider, inklusive ceramider och sfingolipidmellanprodukter, kan bidra till patologin för [Parkinsons sjukdom]," författarna kommenterar i tidningen.
Ändå var förändringar i sfingolipidmetabolism inte de enda vägar som forskarna identifierade.
De såg också det B. subtilis kunde skydda äldre djur från alfa-synukleinaggregering genom både bildandet av komplexa strukturer som kallas biofilmer och produktionen av kväveoxid. Dessutom såg teamet förändringar i kostbegränsningen och de insulinliknande signalvägarna.
Det är viktigare att teamet bytte djur som först hade fått en vanlig diet till en B. subtilis kost förbättrades deras motoriska färdigheter.
”Resultaten ger en möjlighet att undersöka hur förändring av bakterier som utgör tarmmikrobiomet påverkar Parkinsons. Nästa steg är att bekräfta dessa resultat hos möss, följt av snabba kliniska prövningar eftersom probiotikumet vi testade redan finns kommersiellt tillgängligt. ”
Maria Doitsidou
