Terápia a bélrendszeren keresztül: A mikrobiom finomhangolása lassíthatja az ALS progresszióját

A neurodegeneratív rendellenességek e csoportjába tartozik többek között az Alzheimer-kór, amely lassan felemészti az ember memóriáját, valamint a Parkinson-kór, amely a motoros központok károsodásával jár együtt. Az ALS (amiotrófiás laterálszklerózis vagy Lou Gehrig-kór)  a motoros neuronok károsodásával fokozatosan megfosztja az embert a motoros képességeitől. A több évtizedes kutatás ellenére azonban a kezelési lehetőségek mindmáig korlátozottak.

A legújabb hipotézis szerint az okok keresése során kizárólagosan az agyra való összpontosítás akadályozhatja a probléma megértését. Az idegtudomány -sok más tudományterület mellett- az "egészség holisztikus szemlélete" felé halad, amely az agy funkcióit más szerveinkkel interakcióban, azokkal együtt vizsgálja, nem pedig különálló entitásként. Az egyik legfőbb kérdés, hogy milyen szerepet játszhat a neurodegeneratív betegségek kezelésében a bél-agy tengely, és elképzelhető-e, hogy az idegrendszeri eltéréseket egyfajta távoli vezérlőponton keresztül, a bélrendszeren keresztül kezeljük? És ami még izgalmasabb, van-e esély arra, hogy például probiotikus joghurt készítmények fogyasztása révén segítük a neurodegeneratív folyamatok lassítását?

Mikroorganizmusok milliói élnek harmóniában a bőrünkön és a nyálkahártyáink felszínén. Egészséges körülmények között ez egy kiegyensúlyozott szimbiózis. A mikrobiomot több ezer faj alkotja, és mint minden ökoszisztémában, összetétele hatással van közvetlen környezetére, a szervezetünk működésére. Bő egy évtizeddel ezelőtt egy sor tudományos áttörés eredményeképp a bél mikrobiom váratlanul az idegtudomány új kedvenc “szervévé” vált (az “elfeledett szerv”). Állatkísérletek során beigazolódott többek közt, hogy a bélbaktériumok összetételének változtatása hatással van egerek viselkedésére. Egyesek hajlamosabbak lettek szorongásra, mások depressziósak lettek. Megint mások az álmatlanság vagy akár az autizmus jeleit mutatták. Az egerek bélmikrobiomjának antibiotikumokkal történő kiirtása például súlyosan befolyásolhatja az agy azon képességét, hogy új neuronokat hozzon létre a hippokampuszban - a tanulás és a memória szempontjából kritikus központban. Más tanulmányok azt találták, hogy a probiotikus kezelések segíthetnek megszüntetni a depressziót vagy a szorongást egerekben.

További tanulmányok megállapították, hogy a bélrendszer több szálon keresztül is kommunikál az aggyal. A bélbaktériumok képesek különböző anyagcsere termékeket kibocsátani, melyek a keringéssel az agyba kerülnek. Ezen felül a vagus ideg révén közvetlen idegi útvonal révén is  kölcsönhatásba léphetnek az idegrendszerrel.

Mindezek mellett ami különösen izgalmas lehet, hogy a bélbaktériumok képesek befolyásolni az immunrendszer működését is, ami hatással van számos neurodegeneratív betegség, köztük az ALS lefolyására. Bár az ALS-nek van genetikai alapja, ennek hatása csak az esetek mintegy 19 százalékában igazolható, ami arra utal, hogy vannak más tényezők is, amelyek figyelembe véve potenciálisan hatékonyabb kezelésekhez juthatunk. Elképzelhető, hogy a megoldások egy része a bélrendszerben keresendő.

Legújabb kutatások során ugyanis tudósok egy csoportja olyan transzgenikus egereket vizsgált, amelyek az ALS egyik genetikai formáját okozó Sod-1 mutációt hordozták. Az egerek egy csoportjában antibiotikum kezelés révén a bélflóra lepusztítása egyre súlyosabb motoros tünetek megjelenését eredményezte egy hónapon belül, ép mikrobiommal rendelkező egerekkel összehasonlítva. Az egerek gerincvelői szerkezetét vizsgálva a kutatócsoport azt is megállapította, hogy az antibiotikummal kezelt egerek motoros neuronjaiban sokkal több sejtpusztulás következett be - ami az ALS progressziójának tünete.

Mivel a bél mikrobiom érzékenyen reagál a környezetre, a kutatócsoport ezután steril körülmények közé helyezte az egereket. Ott össze tudták hasonlítani a Sod-1 "ALS" egerek és a normális egerek bél mikrobiomját. Összesen körülbelül tíz olyan baktériumtörzset találtak, amelyek jelentősen különböztek az ALS és a normál egerek között. Továbbmenve, a kutatók egyenként visszaadtak egy-egy baktériumtörzset az ALS egerekbe, hogy lássák, hogyan viselkednek. A baktériumokat az egerek ivóvizébe keverték, hasonlóan a joghurtban lévő baktériumokhoz.

Az egyik törzs, az A. muciniphila különösen jelentősnek bizonyult az ALS kialakulása szempontjából. Amikor hetente egyszer adták az egereknek, azok teljesítőképessége drámaian javult - olyannyira, hogy a kísérlet megkezdése után 80 nappal már a normál egerekkel összevethető teljesítményt nyújtottak. Átlagosan tovább éltek a nem kezelt ALS egerekhez és a más bélbaktériumokat visszakapó egerekhez képest is. Még izgalmasabb, hogy agyuk 140 napos korukban is kevesebb károsodást mutatott.

A csapat ezután átvizsgálata az összes bakteriális anyagcsereterméket - anyagokat, amelyeket a bélbaktériumok működésük során a kibocsátanak és az a keringésbe kerülnek -, és ezek közül a nikotinamidot, a B-vitamin egy formáját emelték ki, mint jelentős tényezőt. A kutatócsoport ezután, a bélbaktériumokat kihagyva a nikotinamidot közvetlenül az ALS egerekbe juttatta. Az A. muciniphilához hasonlóan ez az anyagcseretermék az agyműködéssel kapcsolatos változások százait váltotta ki, a legnagyobb hatással az agy azon képességére volt, hogy eltávolítsa a szuperoxid-gyököket - egy olyan kémiai anyagot, amely hajlamos a sejtek membránjait károsítani, így sejtpusztuláshoz vezet.

Bár ezek az eredmények ígéretesek, kiemelendő, hogy az egerek és az emberek idegrendszerének működése sok tekintetben különbözik. Éppen ezért a kutatócsoport ezután több mint három tucat ALS-betegtől és 29 egészséges, azonos környezetben élő családtagtól vett székletmintát, és genetikai szekvenálás révén feltérképezte a mikrobiomjukat. A kutatócsoport a genetikai elemzés során több, a nikotinamid metabolizmussal kapcsolatos génben talált változást. A metabolit alacsonyabb szintje a rosszabb ALS-tünetekkel is korrelált.

Az ALS vagy más neurodegeneratív betegségek baktériumokkal történő kezelésének kutatási területe még új tudományterületnek tekintendő. De a legújabb kutatási eredmények alapján egyre világosabbá válik, hogy ami a bélrendszerünkben történik, annak jelentős, még fel nem térképezett hatásai lehetnek az agyra. 

forrás:https://singularityhub.com/2021/07/13/treating-the-brain-through-the-stomach-altering-the-gut-microbiome-slowed-als-in-mice/