Mikrobiom usus sebagai faktor utama dalam perkembangan penyakit neurodegeneratif

Penyakit neurodegeneratif (NDD), yang tiada penawar yang diketahui dan puncanya masih tidak jelas, menyebabkan kerosakan yang tidak dapat dipulihkan pada otak dan sistem saraf. Penyelidikan ke atas penyakit ini biasanya tertumpu pada otak, tetapi kajian terhadap tikus sejak beberapa tahun kebelakangan ini telah mencadangkan bahawa mikrobiom juga memainkan peranan dalam permulaan dan perkembangan beberapa NDD.

"Keputusan ini menunjukkan bahawa mikrobiom usus memainkan peranan penting dalam permulaan dan perkembangan sekurang-kurangnya beberapa penyakit neurodegeneratif, " kata Chris Ellis, penyiasat utama pasukan mikrobiologi pelbagai institusi dari Netellis, Universiti Tennessee di Knoxville, dan Universiti North Carolina di Chapel Hill.

Di ASM Microbe, mesyuarat tahunan Persatuan Mikrobiologi Amerika, para penyelidik ini membentangkan pautan baharu antara metabolit yang dihasilkan oleh mikrob usus dan tiga NDD pada manusia. Analisis mereka menunjukkan bahawa metabolit DHPS (2,3-dihydroxypropane-1-sulfonate) boleh membantu menjawab soalan utama tentang bagaimana laluan metabolik sulfur boleh menghubungkan mikrobiom kepada penyakit ini.

DHPS tidak pernah dikesan pada manusia sebelum ini, dan para penyelidik menyatakan bahawa metabolit yang dihasilkan oleh mikrob usus dalam pesakit NDD boleh menawarkan petunjuk berharga untuk pemahaman yang lebih baik, yang boleh membawa kepada alat diagnostik atau rawatan yang lebih baik.

Dalam kajian terdahulu, saintis telah mendapati bahawa pemindahan najis boleh meredakan perkembangan seperti Alzheimer pada tikus, dan apabila pemindahan najis daripada orang yang mempunyai penyakit itu diberikan kepada tikus, haiwan itu mengalami gangguan ingatan.

Para penyelidik menjalankan kajian baharu untuk menentukan profil bakteria dan metabolik tersendiri mikrobiom usus pada orang yang didiagnosis dengan salah satu daripada tiga NDD: amyotrophic lateral sclerosis (ALS), penyakit Alzheimer (AD), dan penyakit Parkinson (PD). Untuk mendapatkan data penyakit awal, mereka mengumpul sampel najis daripada pesakit yang didiagnosis semasa dua lawatan pakar pertama mereka dan membandingkan keputusan sampel ini dengan sampel yang dikumpul daripada individu yang sihat.

Analisis mereka mengenal pasti 19 biomarker metabolik neurodegenerasi merentas ketiga-tiga kumpulan NDD; mereka juga menemui 20 penanda unik untuk ALS, 16 penanda unik untuk AD dan sembilan penanda unik untuk PD. Biomarker biasa ini termasuk metabolit yang dikaitkan dengan dyshomeostasis dalam laluan metabolik sulfur.

Di samping itu, dalam ketiga-tiga kumpulan penyakit, mereka mendapati persatuan dengan taksonomi bakteria Bilophila dan Desulfovibrio, yang memainkan peranan dalam sintesis dan degradasi DHPS. Peningkatan tahap Bilophila adalah konsisten dengan pemerhatian bahawa pesakit dengan AD, ALS, dan PD mempunyai kurang DHPS dalam sampel najis mereka berbanding subjek yang sihat.

Bilophila boleh merendahkan DHPS kepada hidrogen sulfida, dan pengumpulan hidrogen sulfida dikaitkan dengan disfungsi mitokondria, yang diketahui menyumbang kepada pembangunan NDD. Hidrogen sulfida dikaitkan dengan ciri khas NDD yang diketahui, termasuk keradangan, tekanan oksidatif dan dysbiosis usus.

Penulis mencadangkan bahawa kajian baru itu menonjolkan DHPS sebagai "pautan yang hilang" dalam pemahaman semasa kami tentang mekanisme yang menghubungkan NDD kepada metabolisme sulfur, disfungsi mitokondria, dan neuroinflammation.