Hur en tarminfektion kan gnista Parkinsons
Under de senaste åren har forskare blivit alltmer intresserade av sambandet mellan immunsystemet och Parkinsons sjukdom. Med hjälp av en musmodell undersökte forskare nyligen den potentiella rollen för en bakteriell tarminfektion.
Parkinsons sjukdom utvecklas på grund av den långsamma utarmningen av dopaminproducerande nervceller i en del av hjärnan som kallas substantia nigra.
Denna hjärnregion spelar en viktig roll i rörelse, så symtomen inkluderar skakningar, tremor och stelhet.
Den primära riskfaktorn för Parkinsons är ålder och eftersom befolkningen i USA långsamt åldras ökar antalet fall stadigt.
Vissa tror att vi närmar oss en Parkinsons pandemi; globalt, mellan 1990–2015, har antalet Parkinsonsfall fördubblats till mer än 6 miljoner.
Vissa förutspår att antalet kommer att fördubblas igen till 12 miljoner år 2040.
Även om forskare har studerat sjukdomen i årtionden har de fortfarande många frågor om hur och varför hjärnceller förstörs.
Parkinsons och immunsystemet
På senare tid har kopplingar mellan immunsystemet och Parkinson kommit fram. Bevis ökar långsamt att Parkinsons kan ha en autoimmun komponent.
Autoimmuna sjukdomar är tillstånd där individens immunsystem förvirrar kroppens celler för patogener och förstör dem.
En nyligen genomförd studie, publicerad i Natur, testar denna teori vidare; forskarna kommer från Université de Montréal, Montreal Neurological Institute och McGill University, alla i Kanada.
Cirka 10 procent av Parkinsons fall beror på mutationer i gener som kodar för proteinerna PINK1 och Parkin, som spelar en roll för att rensa ut skadade mitokondrier.
Individer som bär dessa mutationer är mer benägna att utveckla Parkinsons vid en tidigare ålder - före 50 års ålder.
Men när forskare slår ut dessa gener från möss, utvecklar inte mössen Parkinsons sjukdom eller liknande symtom. Varför dessa knock-out-möss är immuna mot Parkinsons har forskare rått.
Enligt författarna betyder det att "andra faktorer än förlusten av funktion av dessa proteiner sannolikt kommer att krävas för att utlösa Parkinsons." De bestämde sig för att identifiera dessa andra faktorer.
Sammanfoga prickarna
Författarna ville hitta ytterligare bevis för att det finns en koppling mellan PINK1 och Parkin-proteiner, mitokondrier, immunsystemet och Parkinsons.
De tror att knock-out möss inte utvecklar Parkinsons på grund av hur forskarna har uppfostrat dem. Mössen som används i dessa studier är vanligtvis bakteriefria, vilket innebär att de aldrig har stött på bakterier.
Så för att testa denna hypotes infekterade de unga möss som saknade PINK1 och Parkin med Escherichia coli. Detta orsakade milda tarmsymptom hos mössen.
Som förväntat utlöste den tidiga infektionen förekomsten av Parkinsonsliknande motoriska symtom när de blev äldre. Forskarna identifierade också en förlust av dopaminerga nervceller i hjärnan.
När forskarna gav mössen L-DOPA - ett läkemedel som används för att behandla symtomen på Parkinsons - förbättrades deras symtom, vilket ledde till att tillståndet liknar det mänskliga tillståndet.
Hos möss med normala versioner av PINK1 och Parkin hanterar immunsystemet patogener på lämpligt sätt. Men författarna tror att tarminfektionen utlöser ett onormalt immunsvar som överskrider och attackerar friska celler hos djur utan Parkinsonsrelaterade gener.
En komplex berättelse
De nya fynden bygger på tidigare arbete av samma grupp forskare som visade ett samband mellan gener, mitokondrier och immunsystemet.
I den tidigare studien visade de att PINK1 och Parkin undertrycker en mitokondriabaserad väg som främjar ett immunsvar mot inflammation. De drar slutsatsen att immunsvaret hos individer utan fungerande kopior av PINK1 och Parkin kan tillåtas spridas och fortsätta med oförminskad effekt.
I sin senaste studie identifierade forskarna T-lymfocyter som svarade på värdvävnader i mössens hjärna. När de testade dessa celler i en odlingsskål attackerade cellerna friska nervceller. Författarna säger att:
"Dessa data [...] ger en patofysiologisk modell där tarminfektion fungerar som en utlösande händelse vid Parkinsons sjukdom, vilket belyser relevansen av tarm-hjärnaxeln i sjukdomen."
I den klassiska modellen av Parkinsons sjukdom dör dopaminerga nervceller på grund av att toxiska proteiner byggs upp i cellerna. Denna studie antyder dock att ett överdrivet immunsvar som kan ha utlösts år tidigare förstör cellerna.
Denna studie drar inte slutsatsen att alla fall av Parkinsons sjukdom är autoimmuna, men resultaten antyder att det finns en roll för immunsystemet.
Naturligtvis utfördes detta arbete i en musmodell, så det finns ingen garanti för att resultaten kommer att relatera till människor. Dessutom har inte alla personer med Parkinsons sjukdom mutationer i generna som kodar för PINK1 och Parkin, så det är inte klart om liknande mekanismer är involverade i alla fall.
Det kommer att dröja en stund innan Parkinsons ger upp alla sina hemligheter, men det verkar som om historien kommer att innebära ett samspel mellan immunsystemet, genetik, mitokondrier och hjärnan.
