Žarnyno mikrobiomas, susijęs su išsėtinės sklerozės rizika ir ligos vystymusi

Žarnyno mikrobiomas, susijęs su išsėtinės sklerozės rizika ir ligos vystymusi

Tarptautinis tyrimų konsorciumas, vadovaujamas UC San Francisco mokslininkų, parodė reikšmingus skirtumus tarp pacientų, sergančių išsėtine skleroze (IS), ir sveikų asmenų žarnyno bakterijų profilių bei tarp IS pacientų, gydomų skirtingais vaistais. Nors kai kurie iš šių pokyčių buvo pranešta anksčiau, dauguma pranešami pirmą kartą. Grupė taip pat atskleidė naujus mechanizmus, kuriais šios bakterijos gali turėti įtakos ligos vystymuisi ir atsakui į gydymą.

Pastaraisiais metais mokslininkai vis dažniau nustatė ryšį tarp žarnyno bakterijų ir įvairių ligų – ne tik žarnyno ligų – įskaitant diabetą ir artritą. Mikrobiomų tyrimų sritis iš tikrųjų atsivėrė 2010-ųjų pradžioje pažanga DNR sekos nustatymo srityje, kuri leido mokslininkams gauti išsamų vaizdą apie tai, kokios bakterijos yra išmatų, kraujo, gleivinės audinių ir odos mėginiuose.

Iki šiol dauguma eksperimentinių įrodymų, siejančių žarnyno bakterijas ir MS, buvo gauti iš tyrimų su pelėmis. Žmonių tyrimai davė prieštaringų rezultatų – iš dalies dėl mažesnio dalyvių skaičiaus ir nesugebėjimo ištirti aplinkos poveikio žmogaus mikrobiomui. Vieta, kur gyvenate – kaime ar mieste, ant kalno viršūnės ar šalia naftos perdirbimo gamyklos – vaidina svarbų vaidmenį mūsų organizme esančioms bakterijoms.

Siekdamas įveikti šiuos apribojimus, mokslininkų konsorciumas, dalyvaujantis Tarptautiniame išsėtinės sklerozės mikrobiomo tyrime (IMSMS), įdarbino daug IS pacientų iš trijų žemynų ir atrinko genetiškai nesusijusias kontrolę iš tų pačių namų ūkių, kaip ir pacientai. Tai buvo pirmas kartas, kai ši metodika buvo naudojama tokiame dideliame tyrime. Tyrime, paskelbtame 2022 m. rugsėjo 15 d. Cell, aprašomi skirtumai tarp 576 pacientų žarnyno mikrobiomų profilių ir vienodo skaičiaus namų ūkių kontrolės Jungtinėse Valstijose, Jungtinėje Karalystėje, Ispanijoje ir Argentinoje. Išvados gali paskatinti naujus gydymo būdus, susijusius su manipuliavimu mikrobiomu arba dietinėmis intervencijomis.

Tai yra pamatinis tyrimas, kurį pramonė naudos ateinančiais metais.

Sergio Baranzini, daktaras, Heidricho šeima ir draugai, apdovanotas neurologijos katedra ir UCSF Weill neuromokslų instituto narys

Sergio Baranzini yra pagrindinis naujojo tyrimo autorius.

Naudodamiesi savo naujovišku protokolu, Baranzini ir jo kolegos sugebėjo nustatyti daugybę naujų bakterijų rūšių, susijusių su IS, ir patvirtinti kitas rūšis, anksčiau susijusias tik su šia liga. „Mus nustebino rūšių, kurių MS buvo skirtingai nei kontrolinės grupės, skaičius“, - sakė Baranzini. Jie taip pat nustatė, kad didžiausias bakterijų rūšių variacijos šaltinis buvo susijęs su dalyvių geografine padėtimi, o tai patvirtina vietos ir vietinių mitybos skirtumų svarbą žarnyno mikrobiomui. Antras pagal dydį variacijų šaltinis buvo dalyvio ligos būklė, kurios mokslininkai tikėjosi.

Tyrimas buvo antrasis iš serijos, kurią atliko iMSMS – tarptautinis konsorciumas, įkurtas 2015 m., siekiant nustatyti žarnyno bakterijų vaidmenį IS jautrumui, progresavimui ir atsakui į gydymą. Pirmasis tyrimas patvirtino namų ūkio kontrolės protokolą ir parodė, kad jis padidina statistinę galią atliekant populiacijos mikrobiomų tyrimus.

Tyrimo rezultatai pirmiausia yra aprašomieji, pripažįsta Baranzini. „Kai žiūrite į mikrobiomą, paprastai užduodami du klausimai“, - sakė jis. „Pirmasis yra „Kas ten? Į tai ir bandome atsakyti šiame straipsnyje. Antrasis yra "Ką jie daro?"

Norint atsakyti į antrąjį klausimą, reikia atlikti mechaninius tyrimus su atskiromis bakterijomis, kad būtų galima suprasti jų metabolinius profilius. Vis dėlto mokslininkai gavo tam tikrų užuominų apie tai, ką daro jų rastos bakterijos, ištyrę galimus kelius, kuriuos šios bakterijos koduoja.

„Jei žinome, kurių tipų genus galime identifikuoti atvejais ir kontrolėje, dabar galime pradėti rekonstruoti, kurie galimi signalizacijos keliai yra aktyvūs pacientams ir kontrolėje“, - sakė Baranzini.

Pavyzdžiui, kai kurios bakterijos, kurias grupė siejo su IS, atlieka svarbų vaidmenį padedant žmonėms perdirbti pluoštą iš augalų, kurių šalutinių produktų kiekis IS sergantiems pacientams paprastai būna padidėjęs. Atrodo, kad kitos rūšys turi įtakos uždegimui ir ląstelės energijos gamybos mechanizmams.

Tyrėjai taip pat nustatė, kad pacientų, gydytų imunomoduliatoriumi, vadinamu interferonu beta-1a, seniausiu IS gydymo būdu, buvo mažesnis trumpos grandinės riebalų rūgščių kiekis išmatose ir didesnis kiekis kraujyje. Trumpos grandinės riebalų rūgštys yra žinomos dėl savo priešuždegiminių savybių, o tai rodo, kad interferonas veikia padidindamas šių molekulių transportavimą iš žarnyno į kraują, o tai, pasak Baranzini, gali būti vienas iš interferono veikimo mechanizmų.

iMSMS grupė toliau rinks pacientus ir plėsis į Vokietiją ir Kanadą, kol bendras kohortos dalyvių skaičius pasieks 2000. Nuo šio rudens ji taip pat stebės pacientų pogrupį dvejus metus, kad pamatytų, kaip keičiasi jų žarnyno mikrobiota, reaguodama į gydymą, gyvenimo būdo pokyčius ir ligos progresavimą. Visi šių tyrimų duomenys bus viešai prieinami.

„Tai pavyzdys, kaip puikų mokslą galima pasiekti tik kartu“, – pridūrė jis. „IMSMS mes tikrai subūrėme geriausius ir ryškiausius mikrobiomų tyrimų ir išsėtinės sklerozės tyrėjus, ir jie visi traukia kartu.

Šaltinis:

Kalifornijos universitetas – San Franciskas

Nuoroda:

iMSMS Consortium., (2022) Išsėtine skleroze sergančių pacientų žarnyno mikrobioma ir suporuotos sveikos namų ūkio kontrolės priemonės atskleidžia ryšį su ligos rizika ir progresavimu. Ląstelė. doi.org/10.1016/j.cell.2022.08.021.

.