Дисбаланс кишкових бактерій, пов’язаний із розсіяним склерозом

Жирові шари тканини, звані мієліновими оболонками, ізолюють дроти нейронів, але ці оболонки пошкоджуються при розсіяному склерозі. (Автор зображення: Steve Gschmeissner/Science Photo Library/Brand X Pictures через Getty Images)

Розсіяний склероз — це захворювання, яке виникає, коли імунна система помилково атакує головний і спинний мозок. Це вражає майже один мільйон людей у США та понад 2,8 мільйона людей у всьому світі. У той час як генетика відіграє важливу роль у ризику розвитку розсіяного склерозу, фактори навколишнього середовища, такі як дієта, інфекційні захворювання та здоров’я кишечника, є основними факторами.

Навколишнє середовище відіграє ключову роль у визначенні того, у кого розвивається розсіяний склероз, і це видно з досліджень близнюків. Серед однояйцевих близнюків, які мають 100% спільних генів, один із близнюків має приблизно 25% шансів захворіти на РС, якщо другий близнюк має це захворювання. Для різнояйцевих близнюків, які мають 50% спільних генів, цей показник падає приблизно до 2%.

Вчені давно підозрюють, що кишкові бактерії можуть впливати на ризик розвитку розсіяного склерозу. Але дослідження досі дали суперечливі результати.

Щоб усунути ці невідповідності, ми з колегами застосували те, що дослідники називають підходом «від ліжка до лави до ліжка»: починаючи зі зразків пацієнтів із розсіяним склерозом, проводячи лабораторні експерименти на цих зразках, а потім підтверджуючи наші висновки на пацієнтах.

У нашому нещодавно опублікованому дослідженні ми виявили, що співвідношення двох бактерій у кишечнику може передбачити тяжкість розсіяного склерозу у пацієнтів, підкреслюючи важливість мікробіому та здоров’я кишечника при цій хворобі.

Аккермансія зазвичай зустрічається в мікробіомі кишківника людини. Від ліжка до лавки

По-перше, ми проаналізували хімічний і бактеріальний склад кишечника пацієнтів з розсіяним склерозом, підтвердивши, що вони мали запалення кишечника та різні типи кишкових бактерій порівняно з людьми без розсіяного склерозу.

Зокрема, ми показали, що група бактерій під назвою Blautia частіше зустрічалася у пацієнтів з розсіяним склерозом, тоді як Prevotella, вид бактерій, який постійно пов’язаний із здоровим кишечником, був виявлений у менших кількостях.

В окремому експерименті на мишах ми спостерігали, що баланс між двома кишковими бактеріями, Bifidobacterium і Akkermansia, був вирішальним для розрізнення мишей із або без розсіяного склерозу. У мишей із симптомами, схожими на розсіяний склероз, спостерігався підвищений рівень Akkermansia та знижений рівень Bifidobacterium у їх калі або слизовій оболонці кишечника.

Лава до ліжка

Щоб дослідити це далі, ми лікували мишей антибіотиками, щоб видалити всі їхні кишкові бактерії. Потім ми дали Blautia, який був вищим у пацієнтів з розсіяним склерозом; Prevotella, який частіше зустрічався у здорових пацієнтів; або контрольна бактерія Phocaeicola, яка виявляється у пацієнтів з розсіяним склерозом і без нього. Ми виявили, що у мишей з Blautia розвивалося більше запалення кишечника та погіршувалися симптоми, схожі на розсіяний склероз.

Ще до появи симптомів у цих мишей був низький рівень Bifidobacterium і високий рівень Akkermansia. Це свідчить про те, що дисбаланс між цими двома бактеріями може бути не просто ознакою захворювання, але й може передбачити, наскільки серйозним воно буде.

Потім ми перевірили, чи з’являється цей самий дисбаланс у людей. Ми виміряли співвідношення Bifidobacterium adolescentis і Akkermansia muciniphila у зразках пацієнтів із розсіяним склерозом у Айові та учасників дослідження, що охоплювало США, Латинську Америку та Європу.

Наші результати були послідовними: пацієнти з розсіяним склерозом мали нижче співвідношення Bifidobacterium до Akkermansia. Цей дисбаланс був пов’язаний не лише з розсіяним склерозом, але й із погіршенням працездатності, що робить його сильнішим провісником тяжкості захворювання, ніж будь-який окремий тип бактерій.

Bifidobacterium виробляє та споживає муцин, глікопротеїн, який захищає слизову оболонку кишечника. Як «хороші» бактерії можуть стати шкідливими

Одним із найцікавіших висновків нашого дослідження було те, що зазвичай корисні бактерії можуть стати шкідливими при розсіяному склерозі. Аккермансію зазвичай вважають корисною бактерією, але вона стала проблематичною для пацієнтів з розсіяним склерозом.

Попереднє дослідження на мишах показало подібну закономірність: миші з важким захворюванням мали нижче співвідношення Bifidobacterium до Akkermansia. У цьому дослідженні миші, яких годували дієтою, багатою фітоестрогенами — хімічними речовинами, структурно подібними до людського естрогену, які мають бути розщеплені бактеріями для сприятливого впливу на здоров’я — розвинули хворобу легше, ніж ті, хто сидів на дієті без фітоестрогенів. Раніше ми показали, що у людей з розсіяним склерозом відсутні кишкові бактерії, які можуть метаболізувати фітоестрогени.

Хоча точні механізми зв’язку між Bifidobacterium та Akkermansia співвідношенням і розсіяним склерозом невідомі, дослідники мають теорію. Обидва типи бактерій споживають муцин, речовину, яка захищає слизову оболонку кишечника. Однак Bifidobacterium як їсть, так і виробляє муцин, а Akkermansia тільки споживає його. Коли рівень біфідобактерій падає, наприклад під час запалення, Akkermansia споживає надмірну кількість муцину та послаблює слизову оболонку кишечника. Цей процес може викликати більше запалення та потенційно сприяти прогресуванню розсіяного склерозу.

Наше відкриття про те, що співвідношення Bifidobacterium до Akkermansia може бути ключовим маркером тяжкості розсіяного склерозу, може допомогти покращити діагностику та лікування. Це також підкреслює, як втрата корисних кишкових бактерій може дозволити іншим кишковим бактеріям стати шкідливими, хоча незрозуміло, чи зміна рівня певних мікробів може вплинути на розсіяний склероз.

Хоча додаткові дослідження можуть допомогти з’ясувати зв’язок між мікробіомом кишечника та розсіяним склерозом, ці висновки пропонують багатообіцяючий новий напрямок для розуміння та лікування цього захворювання.

Ця відредагована стаття перепублікована з The Conversation під ліцензією Creative Commons. Прочитайте оригінальну статтю.