Die Alzheimer -Krankheit kann frühe Anzeichen im Darm hinterlassen, studiert die Studie

Neue Bildgebungstechnologie hat versteckte Darmveränderungen bei Alzheimer ausgesetzt, was eine potenzielle Darmhirnverbindung zeigt, die die frühzeitige Diagnose und Behandlung revolutionieren könnte.

Die Alzheimer -Krankheit betrifft weltweit über 30 Millionen Menschen, aber die Faktoren, die ihrer Ätiologie zugrunde liegen, bleiben unklar. Die jüngsten Forschungen haben sich dem Darm zugewandt und seine potenzielle Rolle in der Alzheimer -Progression untersucht. In einer kürzlich im Journal veröffentlichten Studie Wissenschaft FortschritteEin Team von Forschern aus Italien und Frankreich verwendete fortschrittliche Bildgebungstechniken, um die Darmhirnachse zu untersuchen und signifikante Darmveränderungen in drei unterschiedlichen Alzheimer-Mausmodellen aufzudecken, wodurch die komplexe Natur der Krankheit beleuchtet wurde.

Hintergrund

Die Alzheimer -Krankheit ist die häufigste Ursache für Demenz und ist durch den kognitiven Rückgang und die Verschlechterung des Gehirns gekennzeichnet. Trotz umfassender Forschung bleiben seine genauen Ursachen unklar und die aktuellen Behandlungen bieten nur begrenzte Erleichterungen. Jüngste Studien haben die Darm-Hirn-Achse-den Kommunikationsweg, der Darmgesundheit und Gehirnfunktion verbindet-als potenzieller Beitrag zur Alzheimer-Krankheit hervorgehoben.

Das Darmmikrobiom spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der allgemeinen Gesundheit und wurde mit der kognitiven Funktion in Verbindung gebracht. Während frühere Untersuchungen darauf hinweisen, dass Dysbiose – ein Ungleichgewicht in Darmbakterien – das Alzheimer -Fortschreiten beeinflussen kann, konzentrierte sich diese spezielle Studie auf strukturelle und zelluläre Veränderungen im Darm und nicht auf mikrobielle Zusammensetzung. Es gibt auch Hinweise darauf, dass Störungen bei Darmmikrobiota Entzündungen fördern und schädliche Bakterien ermöglichen können, um das Gehirn zu erreichen.

Darüber hinaus wurden bei Alzheimer -Krankheitspatienten und Tiermodellen Veränderungen der Darmmorphologie beobachtet, was auf eine mögliche Verbindung zwischen Darmgesundheit und Neurodegeneration hinweist.

Über die Studie

Die erste nanoskalige Bildgebung von Telozyten in Alzheimer-Modellen-in der Studie wurde Nano-XPCT verwendet, um Telozyten zu visualisieren, spezialisierte Zellen, die an der Reparatur der Gewebereparatur beteiligt sind, in Alzheimer-Krankheitserforschung, was auf ihre potenzielle Rolle bei der Dysfunktion hinweist.

With the hope that understanding these interactions between the gut microbiome and the brain may open new avenues for early diagnosis and innovative treatments for Alzheimer’s disease, the present study investigated gut alterations in Alzheimer’s disease models using advanced imaging techniques, specifically both micro- and nano-three-dimensional (3D) X-ray phase-contrast tomography (XPCT), a breakthrough imaging method capable der hochauflösenden, nicht-invasiven strukturellen Visualisierung.

Das Forschungsteam untersuchte den Darm von drei verschiedenen Mausmodellen der Alzheimer-Krankheit: APP/PS1- und APP23-Mäuse, die menschliche genetische Mutationen tragen, die mit der familiären Alzheimer-Modell verbunden sind, und das SAMP8-Modell, das sporadische, altersbedingte Neurodegeneration nachahmt. Diese wurden mit gesunden Kontrollen verglichen. Das Ileum, ein Abschnitt des Dünndarms, wurde wegen seiner zuvor beobachteten Beteiligung an der Alzheimer -Pathologie ausgewählt.

Die XPCT-Methode ermöglichte nicht-invasive, hochauflösende, dreidimensionale Bildgebung, die komplizierte Details von Darmstrukturen enthüllt, ohne Gewebefärbung oder -abschnitt zu erfordern. Es wurden unterschiedliche Auflösungen eingesetzt, um detaillierte anatomische Strukturen von der Zelle bis zum gesamten Organebene zu erfassen. Darüber hinaus umfasste der Bildgebungsprozess Tausende von Projektionen, die dann zur Analyse in 3D -Volumina rekonstruiert wurden. Dieser Ansatz ermöglichte die Visualisierung von Darmmerkmalen wie Zotten, Kryptionen und verschiedene Zelltypen, einschließlich Paneth- und Goblet -Zellen.

Darüber hinaus war diese Studie zu den ersten, die XPCT verwendeten, um Änderungen in Telozyten zu identifizieren, eine Art interstitielle Zelle, die an der Reparatur von Gewebe beteiligt ist, was auf Störungen der Darmhomöostase bei der Alzheimer -Krankheit hinweist. Der XPCT ermöglichte auch die Identifizierung von Komponenten des enterischen Nervensystems wie den myenterischen und submukosalen Plexus. Darüber hinaus lieferte die Studie neue Einblicke in die Immunantworten in der Alzheimer-Krankheit, indem sie Peyers Flecken und isolierte lymphoide Follikel untersuchten, wesentlich wichtige lymphoide lymphoide Gewebe, die an der Immunüberwachung beteiligt sind.

Nano-XPCT-Analyse der Paneth- und Becherzellen. (A) Repräsentatives 3D -Rendering der Längsansicht einer Krypta von SAMR1 -Maus. Die epitheliale Schicht der Krypta wurde grün gerendert. Die Paneth -Zellen sind gelb und die Becherzellen blau gefärbt. Skalierungsbalken, 5 μm. (B) Und (C) Zeigen Sie 3D-Renderings und Nano-XPCT-Nahaufnahmen von Goblet- und Paneth-Zellen. Der gleiche Farbcode von (a) wurde für die in (b) und (c) gezeigten 3D -Renderings verwendet. Im Detail ist der Becherzellkern in dunkelblau gefärbt und der apikale Teil, der mit mucinsekretierenden Granulaten ausgeweitet wird, das sich in das Darmlumen erstreckt, wird hellblau gerendert. Die Paneth -Zelle zeigt die typische pyramidale Form mit basal situierten Kern (blau) und prominenten apikalen Granulaten (gelb), die den größten Teil ihrer zytoplasmatischen Region einnehmen. Nano-XPCT-Nahaufnahmen in (b) zeigen Becherzellen (angezeigt durch Pfeile), die Schleim (Sternchen) im Darmlumen sekretieren. Maßstabsbalken, 2,5 μm. In (c) transversale Sicht auf eine Krypta, in der die Paneth-Zellen in einem radialen Muster angeordnet sind (hervorgehoben durch die gestrichelten Line-Boxen). Die Freisetzung der antimikrobiellen Granulate (schwarze Punkte, Stern) in das Lumen ist sichtbar. Skalierungsbalken, 5 μm. (D Und E) Quantifizierung von Becher und Paneth -Zellen in den Kryptionen. Die Ergebnisse werden auf 30 Krypta pro Maus (n = 1) erhalten und sind als Mittelwert ± SD dargestellt. Einweg-ANOVA P <0,0001; Post -hoc nach Tukeys Post -hoc -Test:*P <0,02, ** p <0,01, *** p <0,001 und **** p <0,0001.

Erkenntnisse und Implikationen

Unterschiede zwischen familiären und sporadischen Alzheimer -Modellen – Die Studie ergab, dass APP/PS1- und APP23 -Modelle (familiäre AD) schwerwiegendere Darmveränderungen aufwiesen als das Samp8 -Modell (Sporadic AD), was auf genetische Einflüsse auf die Darmstruktur bei Alzheimer hinweist.

Die Studie ergab, dass die Alzheimer -Krankheit mit signifikanten strukturellen Veränderungen im Darm verbunden ist. Die fortgeschrittene Bildgebung zeigte Veränderungen in den Darm -Zotten und Kryptionen, die entscheidende Strukturen für die Nährstoffabsorption und die Immunantwort sind.

In Mausmodellen der Alzheimer -Krankheit schienen die Zotten im Vergleich zu gesunden Kontrollen tiefer zu sein, was auf eine gestörte Darmarchitektur hinweist. Darüber hinaus war die intestinale Epithelbarriere signifikant dünner, was, wie die Forscher glauben, möglicherweise die Schutzfunktionen des Darms beeinträchtigen und die Permeabilität erhöhen können.

Darüber hinaus war die Häufigkeit von Paneth- und Becherzellen, die bei der Immunverteidigung und in der Sekretion von Schleim eine Rolle spielen, in Alzheimer -Modellen vor allem verändert. Es wurde ebenfalls eine Erhöhung dieser Zellen zusammen mit einer erhöhten Schleimfreisetzung nachgewiesen, was auf eine Reaktion auf entzündliche Bedingungen im Darm hinweist. Diese Ergebnisse stimmen mit früheren Beobachtungen überein, dass eine Darmfunktionsstörung bei Alzheimer eine entzündliche Komponente beinhalten kann.

Die Studie identifizierte auch Veränderungen im enterischen Nervensystem, wobei sich die Neuronenstruktur verändert hat, die möglicherweise die Darmmotilität und das Signal für das Gehirn beeinflussen. Darüber hinaus wurden die Morphologie und die Anzahl der Telozyten verändert, was auf Beeinträchtigungen bei den Darmreparaturmechanismen hinweist.

Darüber hinaus ergab die Studie signifikante Veränderungen in Peyers Flecken und isolierten lymphoiden Follikeln, die für die Darmimmunüberwachung von entscheidender Bedeutung sind, was darauf hinweist, dass die Alzheimer -Krankheit eine erhöhte Immunantwort innerhalb des Darms hervorrufen kann.

Schlussfolgerungen

Insgesamt zeigte die Forschung, dass die Alzheimer -Krankheit nicht nur das Gehirn, sondern auch die strukturelle Integrität und Immunfunktion des Darms beeinflusst. In dieser Studie wurde der potenzielle Zusammenhang zwischen Darmveränderungen und Alzheimer -Krankheit und der Bedeutung der Darmgesundheit bei neurodegenerativen Erkrankungen hervorgehoben.

Durch die Aufdeckung struktureller Veränderungen und Immunantworten im Darm schlugen die Forscher vor, dass diese Veränderungen als frühe Biomarker der Alzheimer -Krankheit dienen könnten. Das Verständnis dieser Darmhirn-Wechselwirkungen könnte zu innovativen Behandlungen führen, die darauf abzielen, den Fortschreiten von Alzheimer zu mildern und die Bedeutung ganzheitlicher Ansätze für die Bewältigung komplexer neurologischer Erkrankungen weiter zu betonen.

Quellen: