Η νόσος του Αλτσχάιμερ μπορεί να αφήσει πρώιμα σημάδια στο έντερο, σύμφωνα με μελέτες

Η νόσος του Αλτσχάιμερ μπορεί να αφήσει πρώιμα σημάδια στο έντερο, σύμφωνα με μελέτες

Η νέα τεχνολογία απεικόνισης έχει αποκαλύψει κρυφές εντερικές αλλαγές στη νόσο του Αλτσχάιμερ, αποκαλύπτοντας μια πιθανή σύνδεση εντέρου-εγκεφάλου που θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στην έγκαιρη διάγνωση και θεραπεία.

Η νόσος Αλτσχάιμερ επηρεάζει πάνω από 30 εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως, αλλά οι παράγοντες που κρύβονται πίσω από την αιτιολογία της παραμένουν ασαφείς. Πρόσφατη έρευνα στράφηκε στο έντερο και εξέτασε τον πιθανό ρόλο του στην εξέλιξη της νόσου του Αλτσχάιμερ. Σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικόΗ επιστήμη προχωράΜια ομάδα ερευνητών από την Ιταλία και τη Γαλλία χρησιμοποίησε προηγμένες τεχνικές απεικόνισης για να εξετάσει τον άξονα εντέρου-εγκεφάλου και να αποκαλύψει σημαντικές αλλαγές στο έντερο σε τρία διαφορετικά μοντέλα ποντικιών Αλτσχάιμερ, ρίχνοντας φως στην περίπλοκη φύση της νόσου.

φόντο

Η νόσος του Αλτσχάιμερ είναι η πιο κοινή αιτία άνοιας και χαρακτηρίζεται από γνωστική έκπτωση και επιδείνωση του εγκεφάλου. Παρά την εκτεταμένη έρευνα, τα ακριβή αίτια της παραμένουν ασαφή και οι τρέχουσες θεραπείες προσφέρουν μόνο περιορισμένη ανακούφιση. Πρόσφατες μελέτες έχουν επισημάνει τον άξονα εντέρου-εγκεφάλου -το μονοπάτι επικοινωνίας που συνδέει την υγεία του εντέρου και τη λειτουργία του εγκεφάλου- ως δυνητικό παράγοντα που συμβάλλει στη νόσο του Αλτσχάιμερ.

Το μικροβίωμα του εντέρου παίζει κρίσιμο ρόλο στη διατήρηση της συνολικής υγείας και έχει συνδεθεί με τη γνωστική λειτουργία. Ενώ προηγούμενες έρευνες υποδηλώνουν ότι η δυσβίωση – μια ανισορροπία στα βακτήρια του εντέρου – μπορεί να επηρεάσει την εξέλιξη του Αλτσχάιμερ, αυτή η συγκεκριμένη μελέτη επικεντρώθηκε σε δομικές και κυτταρικές αλλαγές στο έντερο και όχι σε μικροβιακή σύνθεση. Υπάρχουν επίσης στοιχεία ότι οι διαταραχές στη μικροχλωρίδα του εντέρου μπορούν να προάγουν τη φλεγμονή και να επιτρέψουν στα επιβλαβή βακτήρια να φτάσουν στον εγκέφαλο.

Επιπλέον, αλλαγές στη μορφολογία του εντέρου έχουν παρατηρηθεί σε ασθενείς με νόσο Αλτσχάιμερ και ζωικά μοντέλα, υποδηλώνοντας μια πιθανή σχέση μεταξύ της εντερικής υγείας και του νευροεκφυλισμού.

Σχετικά με τη μελέτη

Η πρώτη απεικόνιση τελοκυττάρων σε νανοκλίμακα στα μοντέλα της νόσου του Αλτσχάιμερ - η μελέτη χρησιμοποίησε το νανο-XPCT για να απεικονίσει τελοκύτταρα, εξειδικευμένα κύτταρα που εμπλέκονται στην επισκευή ιστών, στην έρευνα για τη νόσο του Αλτσχάιμερ, υποδεικνύοντας τον πιθανό ρόλο τους στη δυσλειτουργία.

Με την ελπίδα ότι η κατανόηση αυτών των αλληλεπιδράσεων μεταξύ του μικροβιώματος του εντέρου και του εγκεφάλου μπορεί να ανοίξει νέους δρόμους για έγκαιρη διάγνωση και καινοτόμες θεραπείες για τη νόσο του Αλτσχάιμερ, η παρούσα μελέτη διερεύνησε αλλαγές του εντέρου σε μοντέλα της νόσου του Αλτσχάιμερ χρησιμοποιώντας προηγμένες τεχνικές απεικόνισης, ειδικά μικρο- και νανο-τρισδιάστατη ακτινογραφία (3D) μέθοδος απεικόνισης ικανή για υψηλής ανάλυσης, μη επεμβατική δομική απεικόνιση.

Η ερευνητική ομάδα εξέτασε τα έντερα τριών διαφορετικών μοντέλων ποντικιών της νόσου του Αλτσχάιμερ: ποντικών APP/PS1 και APP23, που φέρουν ανθρώπινες γενετικές μεταλλάξεις που σχετίζονται με το οικογενές μοντέλο Alzheimer και το μοντέλο SAMP8, που μιμείται σποραδικό νευροεκφυλισμό που σχετίζεται με την ηλικία. Αυτά συγκρίθηκαν με υγιείς μάρτυρες. Ο ειλεός, ένα τμήμα του λεπτού εντέρου, επιλέχθηκε λόγω της προηγουμένως παρατηρηθείσας εμπλοκής του στην παθολογία της νόσου του Αλτσχάιμερ.

Η μέθοδος XPCT επέτρεψε τη μη επεμβατική, υψηλής ανάλυσης, τρισδιάστατη απεικόνιση που αποκαλύπτει περίπλοκες λεπτομέρειες των εντερικών δομών χωρίς να απαιτείται χρώση ή τομή ιστού. Χρησιμοποιήθηκαν διαφορετικές αναλύσεις για τη λήψη λεπτομερών ανατομικών δομών από το κύτταρο σε ολόκληρο το επίπεδο του οργάνου. Επιπλέον, η διαδικασία απεικόνισης περιλάμβανε χιλιάδες προβολές, οι οποίες στη συνέχεια ανακατασκευάστηκαν σε τρισδιάστατους τόμους για ανάλυση. Αυτή η προσέγγιση επέτρεψε την οπτικοποίηση εντερικών χαρακτηριστικών, όπως λαχνών, κρυπτογράφησης και διαφόρων τύπων κυττάρων, συμπεριλαμβανομένων των κυττάρων Paneth και Goblet.

Επιπλέον, αυτή η μελέτη ήταν από τις πρώτες που χρησιμοποίησε το XPCT για τον εντοπισμό αλλαγών στα τελοκύτταρα, έναν τύπο διάμεσου κυττάρου που εμπλέκεται στην επισκευή των ιστών, υποδηλώνοντας διαταραχές στην εντερική ομοιόσταση στη νόσο του Αλτσχάιμερ. Το XPCT επέτρεψε επίσης την αναγνώριση συστατικών του εντερικού νευρικού συστήματος όπως το μυεντερικό και το υποβλεννογόνιο πλέγμα. Επιπλέον, η μελέτη παρείχε νέες γνώσεις σχετικά με τις ανοσολογικές αποκρίσεις στη νόσο του Αλτσχάιμερ, εξετάζοντας τις κηλίδες του Peyer και τα απομονωμένα λεμφοειδή ωοθυλάκια, βασικούς λεμφικούς ιστούς που εμπλέκονται στην ανοσολογική επιτήρηση.

Ανάλυση Nano-XPCT κυψελών Paneth και Goblet. (ΕΝΑ) Αντιπροσωπευτική τρισδιάστατη απόδοση της διαμήκους όψης κρύπτης ποντικιού SAMR1. Το επιθηλιακό στρώμα της κρύπτης έγινε πράσινη. Τα κελιά Paneth είναι χρωματισμένα κίτρινα και τα κύπελλα είναι μπλε. Μπάρα ζυγαριάς, 5 μm. (σι) Και (ντο) Εμφάνιση τρισδιάστατων αποδόσεων και nano-XPCT κοντινών πλάνων των κελιών Goblet και Paneth. Ο ίδιος χρωματικός κώδικας από το (α) χρησιμοποιήθηκε για τις τρισδιάστατες αποδόσεις που εμφανίζονται στα (β) και (γ). Αναλυτικά, ο πυρήνας του κυττάρου κύλικας είναι χρωματισμένος σε σκούρο μπλε και το κορυφαίο τμήμα, το οποίο διαστέλλεται με κόκκους που εκκρίνουν βλεννίνη που εκτείνονται στον αυλό του εντέρου, αποδίδεται σε ανοιχτό μπλε. Το κύτταρο Paneth δείχνει το τυπικό πυραμιδικό σχήμα με έναν βασικά τοποθετημένο πυρήνα (μπλε) και προεξέχοντες κορυφαίους κόκκους (κίτρινο) που καταλαμβάνουν το μεγαλύτερο μέρος της κυτταροπλασματικής του περιοχής. Οι κοντινές εικόνες Nano-XPCT στο (β) δείχνουν κύλικα (που υποδεικνύονται με βέλη) να εκκρίνουν βλέννα (αστερίσκοι) στον εντερικό αυλό. Μπάρα ζυγαριάς, 2,5 μm. Σε (γ) εγκάρσια όψη μιας κρύπτης στην οποία τα κελιά Paneth είναι διατεταγμένα σε ακτινωτό μοτίβο (επισημαίνεται από τα διακεκομμένα πλαίσια). Η απελευθέρωση των αντιμικροβιακών κόκκων (μαύρες κουκίδες, αστέρι) στον αυλό είναι ορατή. Μπάρα ζυγαριάς, 5 μm. (ρεΚαιμι) Ποσοτικοποίηση κυψελών κύλικας και Paneth στις κρυπτογραφήσεις. Τα αποτελέσματα λαμβάνονται σε 30 κρύπτες ανά ποντίκι (n = 1) και παρουσιάζονται ως μέσος όρος ± SD. Μονόδρομος ANOVA P < 0,0001; Post hoc σύμφωνα με το post hoc τεστ του Tukey: *P < 0,02, ** p < 0,01, *** p < 0,001 και **** p < 0,0001.

Ευρήματα και επιπτώσεις

Διαφορές μεταξύ οικογενών και σποραδικών μοντέλων Alzheimer - Η μελέτη διαπίστωσε ότι τα μοντέλα APP/PS1 και APP23 (οικογενής AD) είχαν πιο σοβαρές εντερικές αλλαγές από το μοντέλο Samp8 (σποραδική AD), υποδηλώνοντας γενετικές επιρροές στη δομή του εντέρου στη νόσο του Alzheimer.

Η μελέτη διαπίστωσε ότι η νόσος Αλτσχάιμερ σχετίζεται με σημαντικές δομικές αλλαγές στα έντερα. Η προηγμένη απεικόνιση έδειξε αλλαγές στις εντερικές λάχνες και τις κρύπτες, οι οποίες είναι κρίσιμες δομές για την απορρόφηση των θρεπτικών συστατικών και την ανοσολογική απόκριση.

Σε μοντέλα ποντικών με νόσο του Αλτσχάιμερ, οι λάχνες φάνηκαν να είναι βαθύτερες σε σύγκριση με υγιείς μάρτυρες, υποδεικνύοντας διαταραγμένη εντερική αρχιτεκτονική. Επιπλέον, ο εντερικός επιθηλιακός φραγμός ήταν σημαντικά λεπτότερος, κάτι που οι ερευνητές πιστεύουν ότι μπορεί να θέσει σε κίνδυνο τις προστατευτικές λειτουργίες του εντέρου και να αυξήσει τη διαπερατότητα.

Επιπλέον, η αφθονία των κυττάρων Paneth και των κύλικων, που παίζουν ρόλο στην άμυνα του ανοσοποιητικού και στην έκκριση βλέννας, άλλαξε ιδιαίτερα στα μοντέλα του Alzheimer. Μια αύξηση σε αυτά τα κύτταρα έχει επίσης αποδειχθεί μαζί με αυξημένη απελευθέρωση βλέννας, υποδεικνύοντας μια απόκριση σε φλεγμονώδεις καταστάσεις στο έντερο. Αυτά τα αποτελέσματα συμφωνούν με προηγούμενες παρατηρήσεις ότι η εντερική δυσλειτουργία στη νόσο του Αλτσχάιμερ μπορεί να περιλαμβάνει ένα φλεγμονώδες συστατικό.

Η μελέτη εντόπισε επίσης αλλαγές στο εντερικό νευρικό σύστημα, με αλλαγές στη δομή των νευρώνων που μπορεί να επηρεάσουν την κινητικότητα του εντέρου και τη σηματοδότηση στον εγκέφαλο. Επιπλέον, η μορφολογία και ο αριθμός των τελοκυττάρων μεταβλήθηκαν, υποδεικνύοντας βλάβες στους μηχανισμούς αποκατάστασης του εντέρου.

Επιπλέον, η μελέτη βρήκε σημαντικές αλλαγές στις κηλίδες Peyer και στα απομονωμένα λεμφοειδή ωοθυλάκια, τα οποία είναι ζωτικής σημασίας για την επιτήρηση του εντερικού ανοσοποιητικού συστήματος, υποδεικνύοντας ότι η νόσος του Αλτσχάιμερ μπορεί να προκαλέσει αυξημένη ανοσολογική απόκριση εντός του εντέρου.

συμπεράσματα

Συνολικά, η έρευνα έδειξε ότι η νόσος Αλτσχάιμερ επηρεάζει όχι μόνο τον εγκέφαλο, αλλά και τη δομική ακεραιότητα και την ανοσολογική λειτουργία του εντέρου. Αυτή η μελέτη τόνισε τη πιθανή σχέση μεταξύ των αλλαγών του εντέρου και της νόσου του Αλτσχάιμερ και τη σημασία της υγείας του εντέρου σε νευροεκφυλιστικές ασθένειες.

Αποκαλύπτοντας δομικές αλλαγές και ανοσολογικές αποκρίσεις στο έντερο, οι ερευνητές πρότειναν ότι αυτές οι αλλαγές θα μπορούσαν να χρησιμεύσουν ως πρώιμοι βιοδείκτες της νόσου του Αλτσχάιμερ. Η κατανόηση αυτών των αλληλεπιδράσεων εντέρου-εγκεφάλου θα μπορούσε να οδηγήσει σε καινοτόμες θεραπείες που στοχεύουν στον μετριασμό της εξέλιξης της νόσου Αλτσχάιμερ και στην περαιτέρω έμφαση στη σημασία των ολιστικών προσεγγίσεων για τη διαχείριση πολύπλοκων νευρολογικών ασθενειών.

Πηγές: