Probavni mikrobiom povezan s rizikom od multiple skleroze i razvojem bolesti

Probavni mikrobiom povezan s rizikom od multiple skleroze i razvojem bolesti

Međunarodni istraživački konzorcij predvođen znanstvenicima s UC San Francisco pokazao je značajne razlike između profila crijevnih bakterija pacijenata s multiplom sklerozom (MS) i zdravih pojedinaca, te između pacijenata s MS-om koji primaju različite lijekove. Dok su neke od ovih promjena prijavljivane ranije, većina se izvještava po prvi put. Skupina je također otkrila nove mehanizme pomoću kojih te bakterije mogu utjecati na razvoj bolesti i odgovor na liječenje.

Posljednjih godina znanstvenici sve više povezuju crijevne bakterije i niz bolesti - ne samo bolesti crijeva - uključujući dijabetes i artritis. Polje proučavanja mikrobioma doista se otvorilo s napretkom u sekvencioniranju DNK ranih 2010-ih, što je znanstvenicima omogućilo da dobiju detaljnu sliku o tome koje su bakterije prisutne u uzorcima stolice, krvi, tkiva sluznice i kože.

Donedavno je većina eksperimentalnih dokaza koji povezuju crijevne bakterije i MS dolazila iz istraživanja na miševima. Studije na ljudima dale su proturječne rezultate - dijelom zbog manjeg broja sudionika i neispitivanja učinaka okoliša na mikrobiom osobe. Gdje živite – na selu ili u gradu, na vrhu planine ili pokraj rafinerije nafte – igra veliku ulogu u bakterijama koje naše tijelo nosi.

Kako bi prevladao ta ograničenja, konzorcij znanstvenika koji je sudjelovao u Međunarodnoj studiji mikrobioma multiple skleroze (IMSMS) regrutirao je velik broj MS pacijenata s tri kontinenta i odabrao genetski nepovezane kontrolne skupine iz istih kućanstava kao i pacijenti. Bilo je to prvi put da je ova metodologija korištena u tako velikom istraživanju. Studija, objavljena 15. rujna 2022. u Cellu, opisuje razlike između profila crijevnog mikrobioma 576 pacijenata i jednakog broja kontrolnih kućanstava u Sjedinjenim Državama, Ujedinjenom Kraljevstvu, Španjolskoj i Argentini. Nalazi bi mogli dovesti do novih terapija koje uključuju ili manipulaciju mikrobiomom ili prehrambene intervencije.

Ovo je referentna studija koju će industrija koristiti u nadolazećim godinama.”

Sergio Baranzini, dr. Heidrich Family and Friends Endowed Chair in Neurology i član UCSF Weill instituta za neuroznanosti

Sergio Baranzini glavni je autor nove studije.

Koristeći svoj inovativni protokol, Baranzini i njegovi kolege uspjeli su identificirati desetke novih bakterijskih vrsta povezanih s MS-om i potvrditi druge vrste koje su prije bile povezane samo s ovom bolešću. "Bili smo iznenađeni brojem vrsta koje su bile različito prisutne u MS-u u usporedbi s kontrolama", rekao je Baranzini. Također su otkrili da je najveći izvor varijacija u bakterijskim vrstama povezan s geografskim položajem sudionika, potvrđujući važnost lokacije i lokalnih varijacija u prehrani za crijevni mikrobiom. Drugi najveći izvor varijacija bio je status bolesti sudionika, što su istraživači očekivali.

Studija je bila druga u nizu koje je proveo iMSMS, međunarodni konzorcij osnovan 2015. za određivanje uloge crijevnih bakterija u osjetljivosti na MS, progresiji i odgovoru na terapiju. Prva studija potvrdila je protokol kontrole kućanstva i pokazala da povećava statističku snagu u studijama mikrobioma na populaciji.

Rezultati studije prvenstveno su deskriptivni, priznaje Baranzini. "Kada pogledate mikrobiom, obično se postavljaju dva pitanja", rekao je. "Prvi je 'Tko je tamo?' To je ono što pokušavamo odgovoriti u ovom članku. Drugi je 'Što oni rade?'"

Odgovor na drugo pitanje zahtijeva mehaničke studije s pojedinačnim bakterijama kako bi se razumjeli njihovi metabolički profili. Ipak, istraživači su dobili neke naznake o tome što bakterije koje su pronašli rade ispitivanjem potencijalnih puteva koje te bakterije kodiraju.

"Ako znamo koje gene koje vrste možemo identificirati u slučajevima i kontrolama, sada možemo početi rekonstruirati koji su potencijalni signalni putovi aktivni kod pacijenata i kontrola", rekao je Baranzini.

Na primjer, čini se da neke od bakterija koje je tim povezao s MS-om igraju ulogu u pomaganju ljudima da prerade vlakna iz biljaka, čiji se nusproizvodi obično nalaze u povišenim razinama kod pacijenata s MS-om. Čini se da druge vrste utječu na upalu i strojeve za proizvodnju energije u stanici.

Istraživači su također otkrili da su pacijenti liječeni imunomodulatorom poznatim kao interferon beta-1a, najstarijim lijekom za MS, imali niže razine kratkolančanih masnih kiselina u stolici i više razine u krvi. Kratkolančane masne kiseline poznate su po svojim protuupalnim svojstvima, što sugerira da interferon djeluje povećavajući transport ovih molekula iz crijeva u krvotok, za što Baranzini kaže da bi mogao biti jedan od mehanizama djelovanja interferona.

Grupa iMSMS nastavit će regrutirati pacijente i proširiti se na Njemačku i Kanadu dok ukupan broj sudionika u kohorti ne dosegne 2000. Počevši od ove jeseni, ona će također pratiti podskupinu pacijenata tijekom dvije godine kako bi vidjela kako se njihova crijevna mikrobiota mijenja kao odgovor na liječenje, promjene načina života i napredovanje bolesti. Svi podaci iz ovih studija bit će javno dostupni.

"Ovo je primjer kako se velika znanost može postići samo zajedno", dodao je. "U iMSMS-u smo doista okupili najbolje i najpametnije istraživače u istraživanju mikrobioma i multiple skleroze, i svi oni rade zajedno."

Izvor:

Kalifornijsko sveučilište – San Francisco

Referenca:

iMSMS Consortium., (2022.) Probavni mikrobiom pacijenata s multiplom sklerozom i uparenih zdravih kućanskih kontrola otkrivaju povezanost s rizikom od bolesti i progresijom. Ćelija. doi.org/10.1016/j.cell.2022.08.021.

.