Jak infekcja jelit może wywołać chorobę Parkinsona
W ostatnich latach naukowcy coraz bardziej interesują się związkiem między układem odpornościowym a chorobą Parkinsona. Korzystając z mysiego modelu, naukowcy zbadali ostatnio potencjalną rolę bakteryjnego zakażenia jelit.
Choroba Parkinsona rozwija się z powodu powolnego wyczerpywania się neuronów wytwarzających dopaminę w części mózgu zwanej istotą czarną.
Ten obszar mózgu odgrywa ważną rolę w ruchu, więc objawy obejmują drżenie, drżenie i sztywność.
Głównym czynnikiem ryzyka choroby Parkinsona jest wiek, a ponieważ populacja Stanów Zjednoczonych powoli się starzeje, liczba przypadków stale rośnie.
Niektórzy uważają, że zbliżamy się do pandemii Parkinsona; na całym świecie w latach 1990–2015 liczba przypadków choroby Parkinsona podwoiła się do ponad 6 milionów.
Niektórzy przewidują, że do 2040 roku liczba ta ponownie się podwoi do 12 milionów.
Chociaż naukowcy badają tę chorobę od dziesięcioleci, wciąż mają wiele pytań o to, jak i dlaczego komórki mózgowe są niszczone.
Parkinson i układ odpornościowy
Niedawno na pierwszy plan wysunęły się związki między układem odpornościowym a chorobą Parkinsona. Powoli gromadzą się dowody na to, że choroba Parkinsona może mieć komponent autoimmunologiczny.
Choroby autoimmunologiczne to schorzenia, w których układ odpornościowy jednostki myli komórki organizmu w poszukiwaniu patogenów i je niszczy.
Ostatnie badanie, opublikowane w Natura, dalej testuje tę teorię; badacze pochodzą z Université de Montréal, Montreal Neurological Institute i McGill University, wszystkie w Kanadzie.
Około 10 procent przypadków choroby Parkinsona jest spowodowanych mutacjami genów kodujących białka PINK1 i Parkin, które odgrywają rolę w usuwaniu uszkodzonych mitochondriów.
Osoby, które są nosicielami tych mutacji, są bardziej narażone na rozwój choroby Parkinsona w młodszym wieku - przed 50 rokiem życia.
Jednak kiedy naukowcy wybijają te geny z myszy, u myszy nie rozwija się choroba Parkinsona ani żadne podobne objawy. Dlaczego te myszy z knock-outem są odporne na chorobę Parkinsona, wystraszyli naukowców.
Według autorów oznacza to, że „do wywołania choroby Parkinsona będą prawdopodobnie potrzebne czynniki inne niż utrata funkcji tych białek”. Postanowili zidentyfikować te inne czynniki.
Łączenie kropek
Autorzy chcieli znaleźć dalsze dowody na to, że istnieje związek między białkami PINK1 i Parkin, mitochondriami, układem odpornościowym i chorobą Parkinsona.
Uważają, że myszy z knock-outem nie rozwijają choroby Parkinsona ze względu na sposób ich wychowania przez naukowców. Myszy użyte w tych badaniach są zazwyczaj wolne od zarazków, co oznacza, że nigdy nie napotkały bakterii.
Tak więc, aby przetestować tę hipotezę, zainfekowali młode myszy, którym brakowało PINK1 i Parkin Escherichia coli. Spowodowało to łagodne objawy jelitowe u myszy.
Zgodnie z oczekiwaniami infekcja we wczesnym okresie życia spowodowała pojawienie się objawów motorycznych podobnych do choroby Parkinsona wraz z wiekiem. Naukowcy zidentyfikowali również utratę neuronów dopaminergicznych w ich mózgach.
Kiedy naukowcy podali myszom L-DOPA - lek stosowany w leczeniu objawów choroby Parkinsona - ich objawy uległy poprawie, co sugeruje, że stan ten jest podobny do stanu człowieka.
U myszy z normalnymi wersjami PINK1 i Parkin układ odpornościowy odpowiednio radzi sobie z patogenami. Jednak autorzy uważają, że u zwierząt bez genów związanych z chorobą Parkinsona infekcja jelit wyzwala nieprawidłową odpowiedź immunologiczną, która przekracza i atakuje zdrowe komórki.
Złożona opowieść
Nowe odkrycia opierają się na wcześniejszych pracach tej samej grupy naukowców, które wykazały związek między genami, mitochondriami i układem odpornościowym.
W poprzednim badaniu wykazali, że PINK1 i Parkin hamują szlak oparty na mitochondriach, który promuje odpowiedź immunologiczną na stan zapalny. Wnioskują, że u osób bez działających kopii PINK1 i Parkin odpowiedź immunologiczna może się rozlać i trwać nieprzerwanie.
W swoich ostatnich badaniach naukowcy zidentyfikowali limfocyty T, które odpowiedziały na tkanki gospodarza w mózgach myszy. Kiedy testowali te komórki w naczyniu hodowlanym, komórki atakowały zdrowe neurony. Autorzy stwierdzają, że:
„Te dane […] dostarczają patofizjologicznego modelu, w którym infekcja jelitowa działa jako zdarzenie wyzwalające w chorobie Parkinsona, co podkreśla znaczenie osi jelitowo-mózgowej w tej chorobie”.
W klasycznym modelu choroby Parkinsona neurony dopaminergiczne obumierają, ponieważ wewnątrz komórek gromadzą się toksyczne białka. To badanie sugeruje jednak, że nadgorliwa odpowiedź immunologiczna, która mogła zostać wywołana wiele lat wcześniej, niszczy komórki.
Z tego badania nie wynika, że wszystkie przypadki choroby Parkinsona są autoimmunologiczne, ale wyniki sugerują, że układ odpornościowy odgrywa rolę.
Oczywiście praca ta została przeprowadzona na modelu mysim, więc nie ma gwarancji, że odkrycia będą dotyczyły ludzi. Ponadto nie wszystkie osoby z chorobą Parkinsona mają mutacje w genach kodujących PINK1 i Parkin, więc nie jest jasne, czy we wszystkich przypadkach występują podobne mechanizmy.
Minie trochę czasu, zanim choroba Parkinsona ujawni wszystkie swoje sekrety, ale wydaje się, że opowieść będzie dotyczyła wzajemnego oddziaływania między układem odpornościowym, genetyką, mitochondriami i mózgiem.
