Naukowcy śledzą drogę choroby Parkinsona z jelit do mózgu u myszy
Teoria, że choroba Parkinsona może rozpocząć się w jelitach, zyskała dalsze poparcie w niedawnych badaniach na myszach. Naukowcy doprowadzili do powstania toksycznego białka w jelitach i śledzili każdy etap jego podróży do mózgu przez nerw błędny.
Naukowcy z Johns Hopkins University School of Medicine w Baltimore, MD, przeprowadzili swoje badanie na nowym mysim modelu choroby Parkinsona.
Nowy model odtwarza szereg wczesnych i późnych oznak i objawów choroby Parkinsona, w tym niektóre niezwiązane z ruchem.
Zespół odkrył, że mogą skłonić myszy do rozwinięcia tych cech poprzez wstrzyknięcie do ich jelit „wstępnie uformowanych włókienek” alfa-synukleiny, białka, które tworzy toksyczne skupiska w mózgach osób z chorobą Parkinsona.
Artykuł, który pojawia się w czasopiśmie Neuron opisuje model myszy i wyniki badania.
„Ponieważ ten model zaczyna się w jelitach” - mówi współautor badania Ted M. Dawson, który jest profesorem neurologii w Johns Hopkins University School of Medicine, „można go użyć [do] zbadania pełnego spektrum i przebiegu czasowego patogenezy choroby Parkinsona ”.
Wyjaśnia, że taki model mógłby pozwolić naukowcom na przetestowanie sposobów powstrzymania choroby Parkinsona na różnych etapach, od momentu pojawienia się objawów do pełnej choroby.
Parkinsona, jelita i alfa-synukleina
Parkinsona to choroba, która stopniowo niszczy tkankę mózgową. Zabija komórki mózgowe, które wytwarzają chemiczny przekaźnik zwany dopaminą, który pomaga w funkcjonowaniu motorycznym lub kontroli ruchu.
Cechą charakterystyczną choroby Parkinsona jest zlepianie się źle sfałdowanych wersji białka alfa-synukleiny w dotkniętych chorobą regionach mózgu. Patolodzy zaobserwowali te skupiska podczas sekcji zwłok w mózgach osób z chorobą Parkinsona.
Główne objawy motoryczne choroby Parkinsona obejmują powolny ruch, sztywność, sztywność, drżenie i problemy z równowagą. Mogą również wystąpić trudności z połykaniem i mówieniem.
Objawy niezwiązane z funkcją motoryczną mogą również wystąpić w chorobie Parkinsona. Te objawy niemotoryczne obejmują ból, zmęczenie, zaburzenia nastroju, nadmierne pocenie się, utratę węchu, problemy z planowaniem i uwagą, zaparcia i zaburzenia snu.
Jak dotąd nie ma lekarstwa na chorobę Parkinsona, a istniejące terapie mają ograniczoną zdolność do spowalniania postępu choroby i łagodzenia bardziej zaawansowanych objawów.
Naukowcy „od dawna uznawali”, że niektóre objawy niemotoryczne, na przykład wpływające na węch i jelita, mogą pojawić się przed fazą motoryczną choroby Parkinsona.
Ponadto ustalili również, że jelita i mózg są w ciągłej komunikacji ze sobą, głównie przez nerw błędny.
Teoria nerwu błędnego Braaka w chorobie Parkinsona
W 2003 roku niemiecki badacz mózgu Heiko Braak zaproponował, że toksyczna podróż alfa-synukleiny rozpoczyna się w jelitach i rozprzestrzenia się przez nerw błędny do mózgu, siejąc spustoszenie w komórkach dopaminy.
Od tego czasu w wielu badaniach znaleziono dowody na poparcie teorii Braaka, ale aż do ostatniej pracy nie było przekonujących modeli zwierzęcych.
W nowym badaniu Dawson i współpracownicy opracowali model myszy, aby zademonstrować teorię Braaka.
Mięśnie jelita są bogate w połączenia z nerwem błędnym. Tak więc zespół wstrzyknął wstępnie uformowane włókienka alfa-synukleiny w miejsca w mięśniach jelit myszy, które były bogate w połączenia nerwu błędnego.
Naukowcy zauważają, że powodzenie eksperymentów zależało nie tylko od znalezienia odpowiedniego miejsca wstrzyknięcia, ale także od uzyskania odpowiedniego rozmiaru i ilości włókienek.
„Kiedy początkowe eksperymenty zaczęły działać, byliśmy całkowicie zdumieni” - mówi Dawson, dodając, że „teraz jest to dość rutynowe dla naszego zespołu badawczego”.
Śledzenie alfa-synukleiny krok po kroku
Zespół zaobserwował, że toksyczne białko rozprzestrzeniło się z miejsca wstrzyknięcia do pnia mózgu po około miesiącu.
Kolejne 2 miesiące później toksyczne białko dotarło nie tylko do części mózgu, która ulega chorobie Parkinsona - istota czarna pars compacta - ale także do innych regionów, takich jak ciało migdałowate, podwzgórze i kora przedczołowa.
W ciągu 7 miesięcy od wstrzyknięcia do jelita, powodująca chorobę alfa-synukleina dotarła jeszcze dalej i przeniknęła również do hipokampu, prążkowia i opuszki węchowej.
Zespół zobaczył, jak w ciągu tych miesięcy nastąpiła również znaczna utrata komórek dopaminy w istocie czarnej pars compacta i prążkowiu.
Po wstrzyknięciu do jelita wstępnie uformowanych włókienek alfa-synukleiny u myszy wystąpiły również klasyczne objawy motoryczne choroby Parkinsona. Pojawiły się również objawy niemotoryczne, w tym depresja, utrata węchu oraz problemy z pamięcią i uczeniem się.
Naukowcy przeprowadzili również tę samą procedurę na myszach z odciętymi włóknami nerwu błędnego. Żadna z tych myszy nie wykazywała oznak i objawów choroby Parkinsona wykazywanych przez osoby z nienaruszonymi nerwami błędnymi, takich jak śmierć komórek nerwowych i problemy z funkcjami motorycznymi i niemotorycznymi.
Wsparcie dla teorii Braaka
Naukowcy doszli do wniosku, że odkrycia potwierdzają hipotezę Braaka o rozwoju choroby Parkinsona.
Chociaż wyniki badań na myszach niekoniecznie oznaczają, że to samo dotyczy ludzi, zespół wskazuje na dowody, które sugerują, że w tym przypadku tak może być.
Badania na ludziach dotyczące leczenia wrzodów, w których chirurdzy usuwają część nerwu błędnego, sugerują, że może to zmniejszyć ryzyko rozwoju choroby Parkinsona.
Dawson podkreśla trzy implikacje badania. Po pierwsze, spodziewa się, że „pobudzi to przyszłe badania nad połączeniem jelit z mózgiem”.
Drugą implikacją badania, którą przewiduje Dawson, jest to, że może to doprowadzić do dalszych badań nad czynnikami - takimi jak infekcje i określone molekuły - które mogą wyzwalać rozprzestrzenianie się toksycznych form alfa-synukleiny.
Trzeci wniosek jest taki, że nowy sposób leczenia choroby Parkinsona może polegać na zapobieganiu rozprzestrzenianiu się patologicznych lub powodujących chorobę form alfa-synukleiny z jelit do mózgu.
Pacjenci z patologiczną alfa-synukleiną w przewodzie pokarmowym byliby idealnymi kandydatami do przyszłych badań neuroprotekcyjnych.
Prof. Ted M. Dawson
