Studije studije pokazuju da Alzheimerova bolest može ostaviti rane znakove u crijevima

Studije studije pokazuju da Alzheimerova bolest može ostaviti rane znakove u crijevima

Nova tehnologija snimanja razotkrila je skrivene promjene crijeva kod Alzheimerove bolesti, otkrivajući potencijalnu vezu crijeva i mozga koja bi mogla revolucionarizirati ranu dijagnozu i liječenje.

Alzheimerova bolest pogađa više od 30 milijuna ljudi diljem svijeta, no čimbenici koji leže u pozadini njezine etiologije ostaju nejasni. Nedavna istraživanja okrenula su se crijevima i ispitala njihovu potencijalnu ulogu u napredovanju Alzheimerove bolesti. U studiji nedavno objavljenoj u časopisuZnanost napredujeTim istraživača iz Italije i Francuske upotrijebio je napredne tehnike snimanja kako bi ispitao osovinu crijeva i mozga i otkrio značajne promjene crijeva u tri različita mišja modela Alzheimerove bolesti, bacajući svjetlo na složenu prirodu bolesti.

pozadina

Alzheimerova bolest je najčešći uzrok demencije, a karakterizirana je kognitivnim padom i propadanjem mozga. Unatoč opsežnim istraživanjima, njezini točni uzroci ostaju nejasni, a trenutni tretmani nude samo ograničeno olakšanje. Nedavne studije istaknule su crijevno-mozak osovinu - komunikacijski put koji povezuje zdravlje crijeva i funkciju mozga - kao potencijalni doprinos Alzheimerovoj bolesti.

Probavni mikrobiom igra ključnu ulogu u održavanju cjelokupnog zdravlja i povezan je s kognitivnom funkcijom. Dok prethodna istraživanja sugeriraju da disbioza – neravnoteža u crijevnim bakterijama – može utjecati na napredovanje Alzheimerove bolesti, ova se posebna studija usredotočila na strukturne i stanične promjene u crijevima, a ne na sastav mikroba. Također postoje dokazi da poremećaji u crijevnoj mikrobioti mogu potaknuti upalu i omogućiti štetnim bakterijama da dopru do mozga.

Nadalje, promjene u morfologiji crijeva uočene su kod pacijenata s Alzheimerovom bolešću i na životinjskim modelima, što ukazuje na moguću vezu između zdravlja crijeva i neurodegeneracije.

O studiju

Prvo oslikavanje telocita na nanosalu u modelima Alzheimerove bolesti - studija je koristila nano-XPCT za vizualizaciju telocita, specijaliziranih stanica uključenih u popravak tkiva, u istraživanju Alzheimerove bolesti, ukazujući na njihovu potencijalnu ulogu u disfunkciji.

S nadom da razumijevanje ovih interakcija između crijevnog mikrobioma i mozga može otvoriti nove puteve za ranu dijagnozu i inovativne tretmane za Alzheimerovu bolest, ova studija je istraživala promjene crijeva u modelima Alzheimerove bolesti koristeći napredne tehnike snimanja, posebno mikro- i nano-trodimenzionalne (3D) rendgenske fazno-kontrastne tomografije (XPCT), revolucionarne slikovne metode sposoban za neinvazivnu strukturnu vizualizaciju visoke rezolucije.

Istraživački tim ispitao je crijeva triju različitih mišjih modela Alzheimerove bolesti: miševa APP/PS1 i APP23, koji nose ljudske genetske mutacije povezane s obiteljskim modelom Alzheimerove bolesti, i modela SAMP8, koji oponaša sporadičnu neurodegeneraciju povezanu sa starenjem. Oni su uspoređeni sa zdravim kontrolama. Ileum, dio tankog crijeva, odabran je zbog svoje prethodno uočene uključenosti u patologiju Alzheimerove bolesti.

Metoda XPCT omogućila je neinvazivno trodimenzionalno snimanje visoke rezolucije koje otkriva zamršene detalje crijevnih struktura bez potrebe za bojenjem tkiva ili rezanja. Korištene su različite rezolucije za snimanje detaljnih anatomskih struktura od stanice do cijele razine organa. Uz to, proces snimanja uključivao je tisuće projekcija koje su zatim rekonstruirane u 3D volumene za analizu. Ovaj pristup omogućio je vizualizaciju crijevnih značajki kao što su resice, kriptioni i razne vrste stanica uključujući Panethove i vrčaste stanice.

Osim toga, ova je studija među prvima koristila XPCT za identificiranje promjena u telocitima, vrsti intersticijske stanice uključene u popravak tkiva, što ukazuje na poremećaje intestinalne homeostaze kod Alzheimerove bolesti. XPCT je također omogućio identifikaciju komponenti crijevnog živčanog sustava kao što su mienterični i submukozni pleksusi. Osim toga, studija je pružila nove uvide u imunološke odgovore kod Alzheimerove bolesti ispitivanjem Peyerovih mrlja i izoliranih limfoidnih folikula, bitnih limfoidnih tkiva uključenih u imunološki nadzor.

Nano-XPCT analiza Panethovih i vrčastih stanica. (A) Reprezentativni 3D prikaz uzdužnog prikaza kripte miša SAMR1. Epitelni sloj kripte je pozelenio. Panethove stanice obojene su žuto, a vrčaste stanice plavo. Mjerna traka, 5 μm. (b) i (C) Prikažite 3D prikaze i nano-XPCT krupne planove Goblet i Panethovih stanica. Isti kod boje iz (a) korišten je za 3D prikaze prikazane u (b) i (c). Detaljno, jezgra vrčastih stanica obojena je tamnoplavom bojom, a apikalni dio, koji je proširen granulama koje izlučuju mucin koje se protežu u lumen crijeva, prikazan je svijetloplavom bojom. Panethova stanica ima tipičan piramidalni oblik s bazalno smještenom jezgrom (plavo) i istaknutim apikalnim granulama (žuto) koje zauzimaju veći dio njezine citoplazmatske regije. Nano-XPCT slike krupnog plana u (b) pokazuju vrčaste stanice (označene strelicama) koje izlučuju sluz (zvjezdice) u lumenu crijeva. Mjerna traka, 2,5 μm. Na (c) poprečnom prikazu kripte u kojoj su Panethove stanice raspoređene u radijalnom uzorku (istaknuto isprekidanim okvirima). Vidljivo je oslobađanje antimikrobnih granula (crne točkice, zvjezdice) u lumen. Mjerna traka, 5 μm. (DIE) Kvantifikacija vrčastih i Panethovih stanica u kriptijama. Rezultati su dobiveni na 30 kripti po mišu (n = 1) i prikazani su kao srednja vrijednost ± SD. Jednosmjerna ANOVA P < 0,0001; Post hoc prema Tukeyevom post hoc testu: *P < 0,02, ** p < 0,01, *** p < 0,001 i **** p < 0,0001.

Nalazi i implikacije

Razlike između obiteljskih i sporadičnih modela Alzheimerove bolesti - Studija je otkrila da modeli APP/PS1 i APP23 (obiteljska AD) imaju ozbiljnije crijevne promjene nego model Samp8 (sporadična AD), što ukazuje na genetski utjecaj na strukturu crijeva kod Alzheimerove bolesti.

Studija je pokazala da je Alzheimerova bolest povezana sa značajnim strukturnim promjenama u crijevima. Napredno snimanje pokazalo je promjene u crijevnim resicama i kriptama, koje su ključne strukture za apsorpciju hranjivih tvari i imunološki odgovor.

U mišjim modelima Alzheimerove bolesti, činilo se da su resice dublje u usporedbi sa zdravim kontrolama, što ukazuje na poremećenu crijevnu arhitekturu. Osim toga, crijevna epitelna barijera bila je značajno tanja, za što istraživači vjeruju da potencijalno može ugroziti zaštitne funkcije crijeva i povećati propusnost.

Osim toga, obilje Panethovih i vrčastih stanica, koje igraju ulogu u obrani imuniteta i lučenju sluzi, posebno je promijenjeno u modelima Alzheimerove bolesti. Također je dokazano povećanje tih stanica zajedno s povećanim otpuštanjem sluzi, što ukazuje na odgovor na upalna stanja u crijevima. Ovi su rezultati u skladu s prethodnim opažanjima da crijevna disfunkcija u Alzheimerovoj bolesti može uključivati ​​upalnu komponentu.

Studija je također identificirala promjene u crijevnom živčanom sustavu, s promjenama u strukturi neurona koje mogu utjecati na pokretljivost crijeva i signalizaciju mozgu. Nadalje, morfologija i broj telocita su promijenjeni, što ukazuje na poremećaje u mehanizmima popravljanja crijeva.

Osim toga, studija je otkrila značajne promjene u Peyerovim mrljama i izoliranim limfoidnim folikulima, koji su ključni za crijevni imunološki nadzor, što ukazuje na to da Alzheimerova bolest može proizvesti povećani imunološki odgovor unutar crijeva.

Zaključci

Sve u svemu, istraživanje je pokazalo da Alzheimerova bolest ne utječe samo na mozak, već i na strukturni integritet i imunološku funkciju crijeva. Ovo je istraživanje istaknulo potencijalnu vezu između promjena crijeva i Alzheimerove bolesti te važnost zdravlja crijeva kod neurodegenerativnih bolesti.

Otkrivanjem strukturnih promjena i imunoloških odgovora u crijevima, istraživači su sugerirali da bi te promjene mogle poslužiti kao rani biomarkeri Alzheimerove bolesti. Razumijevanje ovih interakcija između crijeva i mozga moglo bi dovesti do inovativnih tretmana usmjerenih na ublažavanje napredovanja Alzheimerove bolesti i daljnjeg naglašavanja važnosti holističkih pristupa liječenju složenih neuroloških bolesti.

Izvori: