Исследователи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе обнаружили, что у людей, находящихся на ранних стадиях болезни Альцгеймера, бактерии кишечника отличаются от бактерий здоровых людей, что позволяет предположить, что микробиом кишечника может помочь в прогнозировании или лечении деменции. Исследование, проведенное на когнитивно нормальных участниках, подчеркивает связь между кишечником и мозгом, однако остается неясным, вызывают ли изменения в кишечнике изменения в мозге или наоборот.
Микробиота кишечника людей с предсимптоматической болезнью Альцгеймера отличается от микробиоты здоровых людей.
Люди, находящиеся на начальной стадии болезни Альцгеймера, когда изменения в головном мозге уже начались, но еще не проявились когнитивные симптомы, обладают отличным от здоровых людей набором кишечных бактерий, показало исследование, проведенное Медицинской школой Вашингтонского университета в Сент-Луисе.
Исследование, недавно опубликованное в журнале Science Translational Medicine, позволяет изучить бактериальный состав кишечника для выявления лиц с повышенным риском развития деменции. Оно также открывает перспективу создания методов лечения, изменяющих микробиом для предотвращения ухудшения когнитивных функций.
«Мы пока не знаем, влияет ли кишечник на мозг или мозг на кишечник, но эта ассоциация ценна в любом случае», — сказал соавтор исследования Гаутам Дантас, доктор философии, профессор лаборатории и геномной медицины имени Конана. «Возможно, изменения в микробиоме кишечника являются лишь отголоском патологических изменений в мозге. Другой вариант — микробиом кишечника способствует развитию болезни Альцгеймера, и в этом случае изменение микробиома кишечника с помощью пробиотиков или пересадки кала может помочь изменить течение болезни».
Идея изучить связь между микробиомом кишечника и болезнью Альцгеймера возникла во время игры в футбол между Дантасом и Бо М. Анчесом, доктором медицинских наук, профессором неврологии Дэниелом Дж. Бреннаном, которые общались, пока их дети играли. Ансес лечит и изучает людей с болезнью Альцгеймера, а Дантас является экспертом по микробиому кишечника.
Ученые уже знали, что микробиом кишечника людей с симптоматической болезнью Альцгеймера отличается от микробиома здоровых людей того же возраста. Но, как сказал Ансес Дантасу, никто еще не изучал микробиомы кишечника людей, находящихся на критической предсимптоматической стадии.
«К тому времени, когда у людей появляются когнитивные симптомы, происходят значительные изменения, которые зачастую необратимы», — говорит Ансис, другой соавтор исследования. «Но если удается диагностировать человека на ранней стадии заболевания, то это оптимальное время для эффективного терапевтического вмешательства».
На ранней стадии болезни Альцгеймера, которая может длиться два десятилетия и более, в мозге больных накапливаются сгустки белков амилоида бета и тау, но при этом отсутствуют признаки нейродегенерации и снижения когнитивных способностей.
Дантас, Ансес и первый автор работы Аура Л. Феррейро, доктор философии, в то время аспирантка в лаборатории Дантаса, а сейчас постдокторский исследователь, оценивали участников, которые добровольно участвовали в исследованиях в Центре изучения болезни Альцгеймера Чарльза Ф. и Джоанны Найт при Вашингтонском университете. Все участники были когнитивно нормальными. В рамках данного исследования участники сдавали образцы кала, крови и спинномозговой жидкости, вели дневник питания, проходили ПЭТ- и МРТ-сканирование мозга.
Чтобы отличить участников, уже находящихся на ранней стадии болезни Альцгеймера, от здоровых, исследователи искали признаки накопления амилоида-бета и тау с помощью сканирования мозга и спинномозговой жидкости. Из 164 участников примерно у трети (49 человек) были обнаружены признаки ранней стадии болезни Альцгеймера.
Анализ показал, что у здоровых людей и людей с доклинической формой болезни Альцгеймера, несмотря на практически одинаковый рацион питания, заметно различаются бактерии кишечника — по видам присутствующих в нем бактерий и биологическим процессам, в которых эти бактерии участвуют. Эти различия коррелируют с уровнем амилоида и тау, который повышается до появления когнитивных симптомов, но не коррелируют с нейродегенерацией, которая становится очевидной примерно в тот момент, когда начинают снижаться когнитивные способности. По словам исследователей, эти различия потенциально могут быть использованы для скрининга ранней стадии болезни Альцгеймера.
«Использование микробиома кишечника в качестве скринингового инструмента очень приятно своей простотой и легкостью», — сказал Ансис. «В один прекрасный день люди смогут предоставить образец кала и узнать, есть ли у них повышенный риск развития болезни Альцгеймера. Это было бы гораздо проще, менее инвазивно и более доступно для значительной части населения, особенно для малопредставленных групп, по сравнению со сканированием мозга или спинномозговой пункцией».
Исследователи начали пятилетнее последующее исследование, целью которого является выяснение того, являются ли различия в микробиоме кишечника причиной или следствием изменений в мозге, наблюдаемых на ранних стадиях болезни Альцгеймера.
«Если существует причинная связь, то, скорее всего, она будет воспалительной», — говорит Дантас, который также является профессором патологии и иммунологии, биомедицинской инженерии, молекулярной микробиологии и педиатрии. «Бактерии — это удивительные химические фабрики, и некоторые из их метаболитов влияют на воспаление в кишечнике или даже попадают в кровь, где могут влиять на иммунную систему всего организма. Пока все это носит спекулятивный характер, но если окажется, что существует причинно-следственная связь, то мы сможем задуматься о том, что поощрение «хороших» бактерий или избавление от «плохих» может замедлить или даже остановить развитие симптоматической болезни Альцгеймера».
Ссылка: «Gut microbiome composition may be an indicator of preclinical Alzheimer’s disease» Aura L. Ferreiro, JooHee Choi, Jian Ryou, Erin P. Newcomer, Regina Thompson, Rebecca M. Bollinger, Carla Hall-Moore, I. Malick Ndao, Laurie Sax, Tammie L. S. Benzinger, Susan L. Stark, David M. Holtzman, Anne M. Fagan, Suzanne E. Schindler, Carlos Cruchaga, Omar H. Butt, John C. Morris, Phillip I. Tarr, Beau M. Ances and Gautam Dantas, 14 июня 2023 г., Science Translational Medicine . DOI: 10.1126/scitranslmed.abo2984
Исследование финансировалось Американским обществом инфекционных болезней, Национальным институтом старения, фондом Дэниела Дж. Бреннана, доктора медицины, и фондом Паулы и Роджера Рини.
