Говорящие кишечники: бактерии во главе Паркинсона

Недавно опубликованное исследование установило: продукт жизнедеятельности одной из распространённых кишечных бактерий способен попадать в мозг и вызывать гибель нейронов-допаминпродуцентов — той самой отличительной черты болезни Паркинсона. Результаты работы, появившиеся в журнале Nature Communications, впервые напрямую связали микробов кишечника и процесс дегенерации мозга, а заодно наметили новую перспективу для понимания и лечения заболевания. Научная группа под руководством профессоров Юнджона Ли и Ара Ко, объединив ребят из Южной Кореи, Китая и Швеции, решила разобраться: на кого из миллиардов микробов, обитающих в кишечнике, можно свалить смертельно модную заразу. Ведь уже давно подозревали, что у больных Паркинсоном микробный состав отличается. Но кто именно баламутит мозги — большой вопрос. Исследователи повторно проанализировали генетические данные почти 500 больных Паркинсоном и 234 здоровых добровольцев. У первых оказалось больше всех Streptococcus mutans — классическая бактерия, которая, кстати, портит зубы. Вдобавок у больных было больше гена фермента уроканатредуктазы, который производит интересный метаболит: имидазолпропионат. Чтобы проверить подозрение, замерили его уровень у другой группы: 65 пациентов и столько же здоровых. У заболевших имидазолпропионата было куда больше. Казалось бы, совпадение — но тут в дело вступили мыши. Им в стерильные (то есть изначально пустые) кишечники подселили живых Streptococcus mutans, а контрольной группе — тех же, только "пастеризованных". Живые микробы привели к потере допаминпродуцентов в мозге, воспалению, активации астроцитов и микроглии, а главное — к проблемам с координацией (мышей гоняли по шесту). Пастеризованные бактерии такого эффекта не дали. Затем измерили уровень имидазолпропионата. У мышей с живыми S. mutans его было больше и в крови, и в мозге. Выяснилось: метаболит благополучно пересекает гематоэнцефалический барьер. Зафиксировав связь, учёные сконструировали безвредную кишечную Escherichia coli с чужим геном уроканатредуктазы от Streptococcus mutans. Завезли её мышам — та произвела имидазолпропионат и снова вызвала симптомы Паркинсона. То есть виновен и фермент, и продукт. Далее учёные выяснили, что имидазолпропионат включает сигнальный путь mTORC1, уже известный своей ролью в старении и нейродегенерации. Этот путь в мозгах мышей активировался аккурат в нужных нейронах. Мыши, которых кормили Streptococcus mutans, но параллельно лечили препаратом рапамицин (блокирует mTORC1), не теряли нейроны и не теряли мышечный контроль, даже если метаболит кишел в мозгу. Значит, главный вред именно в активации mTORC1. Есть и вишенка: учёные столкнули сразу две патологии Паркинсона — нехватку допамина и агрегацию "злого" белка альфа-синуклеина. С. mutans в кишечнике ускоряли именно склеивание белка, разрушая нейроны и приводя к худшим симптомам. Для финального подтверждения чистоты эксперимента мышам напрямую впрыснули имидазолпропионат: результат — потеря нейронов и моторные дефекты, но снова — блокада mTORC1 лекарством защищала. Да, всё это — пока на мышах. Почему именно нейроны с допамином так уязвимы, предстоит разобраться позже. В будущем планируют понять, не служит ли повышенный имидазолпропионат у людей предвестником, а не следствием болезни. Следующая цель — разрабатывать лекарства, тормозящие фермент уроканатредуктазу прямо в кишечнике — теоретически, это поможет замедлить болезнь Паркинсона. Как отмечает профессор Ара Ко, теперь стало понятнее, как микробы кишечника могут влиять на мозг: "Мы можем нацелиться на них, чтобы тормозить и лечить Паркинсона". Авторы: Хёнджи Пак, Дживон Чон, Хёджун Ким, и остальные из университетов Кореи, Китая и Швеции.