Utilizând domeniul relativ nou al metagenomicii, un nou studiu a demonstrat un dezechilibru în microbiomul intestinal al pacienţilor cu boala Parkinson.
Cel mai mare studiu de microbiom realizat la cea mai înaltă rezoluţie şi condus de universitatea Birmingham, din Statele Unite, susţine că microbiomul intestinal este implicat în mai multe căi în patogeneza bolii Parkinson (PD).
Descoperirile, publicate în Nature Communications, indică un dezechilibru extins în compoziţia microbiomului la persoanele cu boala Parkinson. Oamenii de ştiinţă au folosit metagenomica, studiul materialului genetic recuperat direct din microbiomul scaunului persoanelor cu Parkinson şi al subiecţilor de control, sănătoşi din punct de vedere neurologic.
„Scopul principal al acestui studiu a fost acela de a genera o imagine completă şi nealterată a dezechilibrului microbiomului intestinal al persoanelor cu Parkinson”, a declarat Haydeh Payami, profesor la departamentul de neurologie al facultăţii de medicină din cadrul universităţii din Alabama, şi autor principal al cercetării.
Studiul raportează că metagenomul bolii Parkinson indică un microbiom care promovează boala.
„Am găsit dovezi pentru mai multe mecanisme despre care ştim că sunt legate de boala Parkinson, dar nu ştiam că au loc şi în intestin şi sunt orchestrate de microbiom”, a spus profesorul Payami.
Cercetătorii au descoperit o supraabundenţă de agenţi patogeni oportunişti şi componente imunogene, care sugerează infecţie şi inflamaţie, supraproducţie de molecule toxice şi supraabundenţă de curli, un produs bacterian.
Acest lucru induce patologia bolii Parkinson şi dereglarea neurotransmiţătorilor, inclusiv aminoacizilor L-dopa (levodopa). În acelaşi timp, a existat o lipsă de molecule neuroprotectoare şi componente antiinflamatorii, ceea ce îngreunează recuperarea.
În 2019, un studiu al unei echipe din Montreal a ajuns la o concluzie similară, sugerând că boala Parkinson este o boală autoimună cauzată de infecţie intestinală.
În recentul studiu, prof. Payami şi echipa ei au înrolat 490 de persoane cu boala Parkinson şi 234 de martori sănătoşi. Puţin peste jumătate dintre subiecţi au fost bărbaţi predominant peste 50 de ani. Toţi proveneau din regiunea Deep South a Statelor Unite, ceea ce a ajutat la eliminarea confuziei datorate influenţei geografice şi culturale asupra compoziţiei microbiomului.
Cercetătorii au studiat 257 de specii de organisme din microbiom, iar dintre acestea, analiza a indicat că 84, mai mult de 30%, au fost asociate cu boala Parkinson.
„Din cele 84 de specii asociate cu Parkinson, 55 aveau o abundenţă anormal de mare la persoanele cu boala, iar 29 erau epuizate”, a explicat prof. Payami.
„Am descoperit că peste 30% dintre microorganismele, genele bacteriene şi căile testate au o abundenţă alterată în cazul persoanelor cu Parkinson, ceea ce indică un dezechilibru pe scară largă”.
La un capăt al spectrului, nivelul bacteriilor Bifidobacterium dentium era de şapte ori mai mare, al Actinomyces oris de 6,5 ori mai mare şi al Streptococcus mutans de şase ori mai mare. La celălalt capăt al spectrului, Roseburia intestinalis era de 7,5 ori mai mic, şi Blautia wexlerae de cinci ori mai puţine.
În general, 36% dintre speciile de bacterii asociate cu Parklinson au avut o schimbare de două ori mai mare în abundenţă, reflectând o creştere sau o scădere de 100% până la 750% la persoanele cu Parkinson faţă de grupul de control sănătos.
„Acest studiu a creat un set mare de date la cea mai înaltă rezoluţie posibilă în prezent şi l-a făcut public fără nicio restricţie pentru a promova ştiinţa (open source)”, a declarat prof. Payami.
„Include metadate extinse pe 490 de persoane cu Parkinson, cea mai mare cohortă de PD cu date despre microbiom, şi o cohortă unică de 234 de vârstnici sănătoşi din punct de vedere neurologic, care pot fi utilizate într-o gamă largă de studii. Am arătat că există un dezechilibru larg răspândit în metagenomul Parkinson, creând un mediu care este permisiv pentru evenimente neurodegenerative şi este prohibitiv pentru recuperare”, au arătat autorii studiului.
Boala Parkinson este o tulburare progresivă debilitantă care a afectat 4 milioane de persoane în anul 2005 şi se estimează că se va dubla la 8,7 milioane de persoane până în anul 2030.
Deşi, tradiţional este definită drept o tulburare de mişcare, PD este o boală multi-sistemică.
Se speculează că PD este cauzată de diferite combinaţii de predispoziţie genetică şi factori declanşatori de mediu, deşi nu a fost încă identificată încă nicio combinaţie cauzală. Legătura dintre PD şi sistemul gastrointestinal a fost stabilită de mult timp.
„Acesta este o cercetare interesantă, deoarece metagenomica este un domeniu nou, aflat în evoluţie rapidă, iar resursele, metodele, şi instrumentele de ultimă generaţie sunt încă în dezvoltare”, a precizat prof. Payami.
„Fără îndoială, vor fi dezvăluite mai multe informaţii pe măsură ce creştem dimensiunea eşantionului, şi alţi cercetători vor efectua astfel de studii metagenomice şi vor împărtăşi datele” a mai precizat ea.
Autorii acestui studiu anticipează că în viitorul apropiat vor avea instrumentele şi puterea analitică de a folosi metagenomica ca o nouă abordare pentru a studia eterogenitatea bolii Parkinson, a căuta biomarkeri, a aprofunda originea şi progresia sub-fenotipurilor PD şi a investiga posibilitateaîn manipulării microbiomului pentru a preveni, trata şi opri progresia acestei boli.
