Pētījumi liecina, ka Alcheimera slimība var atstāt agrīnas pazīmes zarnās

Pētījumi liecina, ka Alcheimera slimība var atstāt agrīnas pazīmes zarnās

Jaunā attēlveidošanas tehnoloģija ir atklājusi slēptās Alcheimera slimības zarnu izmaiņas, atklājot potenciālu zarnu un smadzeņu savienojumu, kas varētu mainīt agrīnu diagnostiku un ārstēšanu.

Alcheimera slimība skar vairāk nekā 30 miljonus cilvēku visā pasaulē, taču tās etioloģijas pamatā esošie faktori joprojām nav skaidri. Jaunākie pētījumi ir vērsti uz zarnām un pētīja tā iespējamo lomu Alcheimera slimības progresēšanā. Pētījumā, kas nesen publicēts žurnālāZinātne progresēPētnieku komanda no Itālijas un Francijas izmantoja progresīvas attēlveidošanas metodes, lai pārbaudītu zarnu-smadzeņu asi un atklātu nozīmīgas zarnu izmaiņas trīs dažādos Alcheimera peles modeļos, atklājot slimības sarežģīto raksturu.

fons

Alcheimera slimība ir visizplatītākais demences cēlonis, un to raksturo izziņas pasliktināšanās un smadzeņu darbības pasliktināšanās. Neskatoties uz plašiem pētījumiem, tā precīzie cēloņi joprojām nav skaidri, un pašreizējā ārstēšana piedāvā tikai ierobežotu atvieglojumu. Nesenie pētījumi ir uzsvēruši zarnu-smadzeņu asi — saziņas ceļu, kas savieno zarnu veselību un smadzeņu darbību — kā potenciālu Alcheimera slimības veicinātāju.

Zarnu mikrobiomam ir izšķiroša nozīme vispārējās veselības uzturēšanā, un tas ir saistīts ar kognitīvo funkciju. Lai gan iepriekšējie pētījumi liecina, ka disbioze – zarnu baktēriju nelīdzsvarotība – var ietekmēt Alcheimera slimības progresēšanu, šis konkrētais pētījums koncentrējās uz strukturālām un šūnu izmaiņām zarnās, nevis uz mikrobu sastāvu. Ir arī pierādījumi, ka zarnu mikrobiotas traucējumi var veicināt iekaisumu un ļaut kaitīgām baktērijām nokļūt smadzenēs.

Turklāt Alcheimera slimības pacientiem un dzīvnieku modeļiem ir novērotas zarnu morfoloģijas izmaiņas, kas liecina par iespējamu saikni starp zarnu veselību un neirodeģenerāciju.

Par pētījumu

Pirmā telocītu nanomēroga attēlveidošana Alcheimera slimības modeļos - pētījumā tika izmantots nano-XPCT, lai vizualizētu telocītus, specializētas šūnas, kas iesaistītas audu remontā, Alcheimera slimības pētījumos, norādot uz to iespējamo lomu disfunkcijā.

Cerot, ka izpratne par šīm mijiedarbībām starp zarnu mikrobiomu un smadzenēm var pavērt jaunas iespējas agrīnai Alcheimera slimības diagnostikai un novatoriskām ārstēšanas metodēm, šajā pētījumā tika pētītas zarnu izmaiņas Alcheimera slimības modeļos, izmantojot progresīvas attēlveidošanas metodes, īpaši gan mikro-, gan nano-trīsdimensiju (3D) rentgenstaru fāzes-kontrastsijas metodi, augstas PCT attēlveidošanas metodi. neinvazīvā strukturālā vizualizācija.

Pētnieku grupa pārbaudīja trīs dažādu Alcheimera slimības peļu modeļu zarnas: APP/PS1 un APP23 peles, kurām ir cilvēka ģenētiskās mutācijas, kas saistītas ar ģimenes Alcheimera modeli, un SAMP8 modeli, kas atdarina sporādisku, ar vecumu saistītu neirodeģenerāciju. Tie tika salīdzināti ar veselām kontrolēm. Ileum, tievās zarnas daļa, tika izvēlēta, jo tā iepriekš tika novērota Alcheimera slimības patoloģijā.

XPCT metode ļāva veikt neinvazīvu, augstas izšķirtspējas trīsdimensiju attēlveidošanu, kas atklāj sarežģītas zarnu struktūru detaļas, neprasot audu krāsošanu vai sadalīšanu. Tika izmantotas dažādas izšķirtspējas, lai attēlotu detalizētas anatomiskās struktūras no šūnas līdz visa orgāna līmenim. Turklāt attēlveidošanas process ietvēra tūkstošiem projekciju, kuras pēc tam tika rekonstruētas 3D apjomos analīzei. Šī pieeja ļāva vizualizēt zarnu funkcijas, piemēram, bārkstiņas, šifrējumus un dažādus šūnu tipus, tostarp Paneth un Goblet šūnas.

Turklāt šis pētījums bija viens no pirmajiem, kas izmantoja XPCT, lai noteiktu izmaiņas telocītos, kas ir intersticiālu šūnu veids, kas iesaistīts audu remontā, kas liecina par Alcheimera slimības zarnu homeostāzes traucējumiem. XPCT arī ļāva identificēt zarnu nervu sistēmas sastāvdaļas, piemēram, mienteriskos un submukozālos pinumus. Turklāt pētījums sniedza jaunu ieskatu imūnreakcijās Alcheimera slimības gadījumā, pārbaudot Peijera plankumus un izolētus limfoīdos folikulus, būtiskus limfoīdos audus, kas iesaistīti imūnsistēmas uzraudzībā.

Paneth un kausa šūnu nano-XPCT analīze. (A) SAMR1 peles kripta gareniskā skata reprezentatīvs 3D atveidojums. Kriptas epitēlija slānis tika padarīts zaļš. Paneth šūnas ir iekrāsotas dzeltenā krāsā, bet kausa šūnas ir zilā krāsā. Mēroga josla, 5 μm. (b) Un (C) Parādiet Goblet un Paneth šūnu 3D atveidojumus un nano-XPCT tuvplānus. Tas pats krāsu kods no (a) tika izmantots 3D atveidojumiem, kas parādīti (b) un (c). Sīkāk, kausa šūnas kodols ir iekrāsots tumši zilā krāsā, bet apikālā daļa, kas paplašināta ar mucīnu izdalošām granulām, kas stiepjas zarnu lūmenā, ir gaiši zilā krāsā. Paneth šūna parāda tipisku piramīdas formu ar pamatā novietotu kodolu (zilu) un ievērojamām apikālām granulām (dzeltenām), kas aizņem lielāko daļu tās citoplazmas apgabala. Nano-XPCT tuvplāna attēli (b) parāda kausu šūnas (norādītas ar bultiņām), kas izdala gļotas (zvaigznītes) zarnu lūmenā. Mēroga josla, 2,5 μm. (c) kripta šķērsskatā, kurā Paneta šūnas ir sakārtotas radiālā veidā (izceltas ar pārtraukto līniju lodziņiem). Ir redzama pretmikrobu granulu (melni punkti, zvaigzne) izdalīšanās lūmenā. Mēroga josla, 5 μm. (DUnE) Kausa un Paneth šūnu kvantitatīvā noteikšana kriptos. Rezultāti iegūti, izmantojot 30 kriptus uz vienu peli (n = 1), un tie ir parādīti kā vidējais ± SD. Vienvirziena ANOVA P < 0,0001; Post hoc saskaņā ar Tukey post hoc testu: *P < 0,02, ** p < 0,01, *** p < 0,001 un **** p < 0,0001.

Secinājumi un sekas

Atšķirības starp ģimenes un sporādiskiem Alcheimera modeļiem – Pētījumā konstatēts, ka APP/PS1 un APP23 modeļiem (ģimenes AD) bija smagākas zarnu izmaiņas nekā Samp8 modelim (sporadiska AD), kas liecina par ģenētisku ietekmi uz zarnu struktūru Alcheimera slimības gadījumā.

Pētījumā konstatēts, ka Alcheimera slimība ir saistīta ar būtiskām strukturālām izmaiņām zarnās. Uzlabotā attēlveidošana parādīja izmaiņas zarnu bārkstiņās un kriptos, kas ir būtiskas barības vielu uzsūkšanās un imūnās atbildes struktūras.

Alcheimera slimības peļu modeļos šķita, ka bārkstiņas bija dziļākas salīdzinājumā ar veselām kontrolēm, norādot uz traucētu zarnu arhitektūru. Turklāt zarnu epitēlija barjera bija ievērojami plānāka, kas, pēc pētnieku domām, var apdraudēt zarnu aizsargfunkcijas un palielināt caurlaidību.

Turklāt Alcheimera modeļos īpaši mainījās Paneta un kausa šūnu pārpilnība, kurām ir nozīme imūnās aizsardzībā un gļotu sekrēcijā. Ir pierādīts arī šo šūnu pieaugums kopā ar palielinātu gļotu izdalīšanos, kas liecina par reakciju uz iekaisuma apstākļiem zarnās. Šie rezultāti atbilst iepriekšējiem novērojumiem, ka Alcheimera slimības zarnu disfunkcija var ietvert iekaisuma komponentu.

Pētījumā tika konstatētas arī izmaiņas zarnu nervu sistēmā ar izmaiņām neironu struktūrā, kas var ietekmēt zarnu kustīgumu un signālu pārraidi smadzenēm. Turklāt tika mainīta telocītu morfoloģija un skaits, kas norāda uz zarnu remonta mehānismu traucējumiem.

Turklāt pētījumā tika atklātas būtiskas izmaiņas Peijera plankumos un izolētos limfoīdos folikulos, kas ir ļoti svarīgi zarnu imūnsistēmas uzraudzībai, norādot, ka Alcheimera slimība var izraisīt pastiprinātu imūnreakciju zarnās.

Secinājumi

Kopumā pētījumi parādīja, ka Alcheimera slimība ietekmē ne tikai smadzenes, bet arī zarnu strukturālo integritāti un imūno funkciju. Šajā pētījumā tika uzsvērta iespējamā saikne starp zarnu izmaiņām un Alcheimera slimību, kā arī zarnu veselības nozīme neirodeģeneratīvās slimībās.

Atklājot strukturālās izmaiņas un imūnās atbildes zarnās, pētnieki ierosināja, ka šīs izmaiņas varētu kalpot kā agrīni Alcheimera slimības biomarķieri. Izpratne par šīm zarnu un smadzeņu mijiedarbībām varētu novest pie novatoriskām ārstēšanas metodēm, kuru mērķis ir mazināt Alcheimera slimības progresēšanu un vēl vairāk uzsvērt holistiskas pieejas nozīmi sarežģītu neiroloģisko slimību pārvaldībā.

Avoti: