Tarmbakterier erbjuder ledtrådar till multipel skleros
Undersökning av biprodukter av tarmbakterier ger ny inblick i hur mikrobiomet påverkar inflammation i hjärnan och dess potentiella roll i neurologiska tillstånd.
Enligt ny forskning spelar tarmbakterier en roll i nästan alla aspekter av fysiologi, både i hälsa och sjukdom.
Tarmbakterier har visat sig spela en roll i allt från diabetes till fetma och från depression till schizofreni.
Det är dessa kopplingar till mental hälsa och nervsystemet i allmänhet som fascinerar Francisco Quintana, Ph.D., från Ann Romney Center for Neurologic Diseases vid Brigham and Women's Hospital i Boston, MA.
Quintana och hans team publicerade nyligen en artikel i tidskriften Natur, som beskriver hur tarm-hjärnans anslutning kan fungera på mobilnivå. Deras resultat har konsekvenser för många neurologiska tillstånd, inklusive multipel skleros (MS).
Genom att använda både djurmodeller och mänskliga celler har de spenderat år på att undersöka de trevägsinteraktioner mellan hjärnan, tarmen och immunsystemet.
"Dessa resultat," utlämnar Quintana, "ger en tydlig förståelse för hur tarmen påverkar centrala nervsystemets celler i hjärnan."
"Nu när vi har en uppfattning om de inblandade spelarna kan vi börja följa dem för att utveckla nya terapier."
Francisco Quintana, Ph.D.
Microglia och astrocyter
Teamets publikation fokuserar på hur tarmbakterier interagerar med två typer av hjärnceller: mikroglia och astrocyter.
Microglia är en viktig aktör i centrala nervsystemets immunsvar; de tar bort döda och skadade celler.
Astrocyter är stjärnformade celler som ger stöd till nervceller. Microglia är kända för att frigöra vissa neurotoxiner som skadar astroglia. Denna skada tros spela en roll i ett antal neurologiska tillstånd genom att orsaka inflammation i hjärnan.
I den nya studien använde forskare en musmodell av MS. Även om tidigare studier har beskrivit hur biprodukter från mikroorganismer i tarmen kan främja hjärninflammation, var denna studie den första som visade hur tarmbakteriernas produkter kan verka direkt på mikroglia för att minska inflammation.
Mer specifikt visade sig att biprodukter som produceras av tarmbakterier när de bryter ner tryptofan påverkar mikroglia, vilket minskar inflammation i hjärnan. Tryptofan är en aminosyra som finns i många livsmedel, inklusive kalkon, ost och kikärter.
Nedbrytningsprodukterna för denna aminosyra, visade studieförfattarna, kunde resa över blod-hjärnbarriären och aktivera en antiinflammatorisk väg som skyddar mot neurodegeneration.
Som en förlängning av studien tittade forskarna på hjärnvävnad från människor med MS och hittade liknande molekyler och vägar. Denna väg har också visat sig vara inblandad i Alzheimers sjukdom och glioblastom, så konsekvenserna av denna undersökning kan vara vidsträckta.
"Det är troligt att de mekanismer som vi har upptäckt är relevanta för andra neurologiska sjukdomar utöver multipel skleros", säger Quintana. "Dessa insikter kan vägleda oss mot nya terapier för MS och andra sjukdomar."
