Отзыв Эмили Хендерсон, бакалавр наук 18 июня 2020 года

Болезнь Паркинсона является распространенным, прогрессирующим и изнурительным нейродегенеративным заболеванием. В настоящее время его нельзя предотвратить или вылечить.

В 2003 году Хейко Браак предположил, что ненаследственные формы БП вызваны патогеном в кишечнике. Он предположил, что патоген может пройти через слизистую оболочку кишечника и распространиться на мозг через нервную систему. До настоящего времени не было никаких доказательств конкретного патогена, который может вызвать БП.

Теперь Haydeh Payami, доктор философии, профессор неврологии в Университете Алабамы в Бирмингеме, и его коллеги впервые сообщают о значительном переизбытке скопления оппортунистических патогенов в кишечнике людей с БП по сравнению с контролем. предметы.

Возбуждает вопрос, являются ли это патогены Браака, способные вызывать БП, или они не имеют отношения к БП, но способны проникать в кишку и расти, потому что слизистая оболочка кишечника нарушена при БП. Мы подчеркиваем, что никакие претензии не могут быть сделаны на функции, основанные исключительно на ассоциации. Идентичность этих микроорганизмов позволит провести экспериментальные исследования, чтобы определить, играют ли они роль в БП и каким образом. "

Хайдех Паями, доктор философии, профессор неврологии, Университет Алабамы в Бирмингеме

Паями и его коллеги из UAB, Университета Эмори, Медицинского колледжа Олбани и Вашингтонского университета смогли идентифицировать эти микроорганизмы, потому что они выполнили крупнейшее на сегодняшний день исследование ассоциаций людей с БП и контрольной группой в масштабах всего микробиома. Во многих предыдущих исследованиях были обнаружены измененные микробиомы кишечника у людей с БП, но не было выявлено увеличение числа патогенных микроорганизмов. Оппортунистические патогены часто безвредны, но они могут расти и вызывать инфекции, если нарушена иммунная система или если они проникают в стерильные участки тела.

«Мы подозреваем, что причина, по которой мы смогли обнаружить эти микроорганизмы, заключается в том, что они редки, и у нас был намного больший размер выборки и мощность, чем в предыдущих исследованиях», – сказал Паями. Ее исследователи повторно проанализировали свое исследование 2017 года, в котором было 197 случаев и 130 контролей, используя более продвинутый конвейер биоинформатики. Они также проанализировали новый, независимый набор данных с 323 случаями БП и 184 контролями параллельно с первым набором данных. Это позволило внутренней репликации и возможность обнаруживать как редкие, так и общие сигналы. Предыдущие исследования микробиома PD варьировались от 10 до 197 случаев PD и от 10 до 130 контролей.

В исследовании по изучению ассоциации микробиома используются достижения в секвенировании ДНК и вычислительные инструменты для поиска микробных сообществ, которые могут быть связаны с заболеванием. Появляется понимание того, что кишечный микробиом, включающий от 500 до 1000 видов бактерий, оказывающих преимущественно благотворное влияние, играет важную роль в здоровье и заболевании человека.

Паями и коллеги также использовали корреляционный анализ без гипотез, чтобы идентифицировать сообщества встречающихся микроорганизмов. Сетевой анализ является важным новым инструментом в биологии. Легко понятным примером сетей является социальная сеть, такая как Facebook, где можно сопоставить связи между подписчиками или друзьями. У нескольких людей будет огромное количество связей, у некоторых будет много, а у подавляющего большинства их будет гораздо меньше. Карта этих соединений сродни карте маршрутов авиакомпаний.

Используя сетевой анализ, Паями и коллеги обнаружили три полимикробных кластера, а также обнаружили, что каждый кластер имеет общие функциональные характеристики. Первый кластер был скоплением оппортунистических патогенов, переизбыточных в случаях БП, что является новым открытием.

Два других кластера были подтверждением предыдущих исследований. По сравнению с контрольной группой люди с БП имели пониженный уровень микробов, которые производят жирные кислоты с короткой цепью. В третьем кластере люди с БП имели повышенные уровни двух родов, которые являются метаболизирующими углеводы пробиотическими микробами.

Пайами говорит, что текущее исследование имело четкую направленность и намеренно строгое аналитическое выполнение. Строгость исследования включала показ, что измененные кишечные микробиомы в случаях БП не зависели от пола, возраста, ИМТ, запоров, желудочно-кишечного дискомфорта, географии и диеты. 15 PD-ассоциированных родов, которые достигли значимости микробиома в обоих наборах данных, были идентифицированы с использованием двух методов, с или без ковариатной корректировки.

«Нужно учиться чему-то еще», – сказал Паями, – «с более крупными объемами выборки с большей мощностью, продольными исследованиями для отслеживания изменений от продромального до прогрессирующего заболевания и секвенированием метагенома следующего поколения для расширения сферы действия бактерий и архей». включить вирусы и грибки, а также улучшить разрешение штамма и уровня генов. "

Соавторами с Payami для исследования «Характеристика дисбиоза кишечного микробиома при БП: свидетельство переизбытка оппортунистических патогенов», опубликованного в журнале «Природный партнер», «Болезнь Паркинсона» являются Захари Д. Валлен, Мэри Аппах, Марисса Н. Дин, Шерил Л. Сеслер и Дэвид Дж. Стэндаерт, отделение неврологии UAB; Стюарт А. Фактор, Медицинский факультет Университета Эмори, Атланта, Джорджия; Эрик Молхо, Медицинский колледж Олбани, Олбани, Нью-Йорк; Сайрус П. Забетян, Администрация ветеранов, система здравоохранения Пьюджет-Саунд и Вашингтонский университет, Сиэтл, штат Вашингтон.

Поддержка поступила от грантов Национального института здравоохранения NS036960, NS062684, NS108675 и NS095775.

Отдел закупок медицинских исследований армии США, ул. Чендлер, 820, Форт Детрик, штат Мэриленд, 21702-5014, является офисом по присуждению и управлению. Эта работа была также поддержана Командой медицинских исследований армии США, одобренным армией США, в рамках исследовательской программы Паркинсона под номерами W81XWH1810508 и W81XWH1810509. Мнения, интерпретации, выводы и рекомендации принадлежат автору и не обязательно подтверждаются армией США.

При проведении исследований с использованием животных, исследователь (и) придерживается законов США и нормативных актов Министерства сельского хозяйства. При проведении исследований с использованием рекомбинантной ДНК, исследователь придерживался Руководящих принципов NIH для исследований с участием молекул рекомбинантной ДНК. При проведении исследований с участием опасных организмов или токсинов исследователь придерживался Руководства CDC-NIH по биобезопасности в микробиологических и биомедицинских лабораториях.

В UAB Паями владеет кафедрой неврологии им. Джона Т. и Хуанелл Д. Стрейн.