Новые доказательства связи кишечных бактерий и нейродегенеративных состояний

Last Updated on 07.05.2021 by Perelomanet

Нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера, Паркинсона и БАС, поражают миллионы взрослых, но ученые до сих пор не знают, что вызывает эти заболевания, что является серьезным препятствием на пути к разработке методов лечения или профилактических мер.

Недавние исследования показывают, что у людей с этими состояниями обнаруживаются изменения в бактериальном составе пищеварительного тракта. Однако, учитывая огромное разнообразие микробов, обнаруженных в организме человека , определение того, какие бактерии могут быть связаны с нейродегенерацией, похоже на поиск иголки в стоге сена.

В поисках этой пресловутой иглы ученые из Университета Флориды ищут неожиданное место: пищеварительный тракт крошечного полупрозрачного червя по имени Caenorhabditis elegans.

Новое исследование, опубликованное в журнале PLOS Pathogens , впервые устанавливает связь между конкретными видами бактерий и физическими проявлениями нейродегенеративных заболеваний. Ведущим автором исследования является Алисса Уокер, докторант по микробиологии и клеточным наукам в Колледже сельскохозяйственных наук и биологических наук UF / IFAS.

«Изучение микробиома — это относительно новый подход к исследованию причин нейродегенеративных заболеваний. В этом исследовании мы смогли показать, что определенные виды бактерий играют роль в развитии этих состояний», — сказал Дэниел Чиз, научный руководитель диссертации Уокера.

Чиж — старший автор исследования и доцент кафедры микробиологии и клеточных исследований УФА / МФСА .

«Мы также показали, что некоторые другие бактерии производят соединения, которые противодействуют этим« плохим »бактериям. Недавние исследования показали, что пациенты с болезнью Паркинсона и Альцгеймера испытывают дефицит этих« хороших »бактерий, поэтому наши результаты могут помочь объяснить эту связь и открыть область будущих исследований », — добавил он.

Все нейродегенеративные заболевания можно связать с проблемами, связанными с обработкой белков в организме. Если белки свернуты неправильно, они накапливаются в тканях. Эти белковые агрегаты, как их называют ученые, мешают функционированию клеток и приводят к нейродегенеративным нарушениям.

Чиз и его соавторы хотели знать, не приведет ли введение определенных бактерий к червям C. elegans к агрегации белков в тканях червей.

«Фактически это то, что мы наблюдали. У нас есть способ пометить агрегаты, чтобы они светились зеленым под микроскопом. Мы видели, что черви, колонизированные определенными видами бактерий, освещались агрегатами, которые были токсичными для тканей, в то время как те, которые колонизировали контрольными бактериями не было «, — сказал Чиз. «Это произошло не только в тканях кишечника, где находятся бактерии, но и по всему телу червей, в их мышцах, нервах и даже репродуктивных органах».

Удивительно, но потомство зараженных червей также показало повышенную агрегацию белка, хотя это потомство никогда не сталкивалось с бактериями, изначально связанными с этим заболеванием.

Черви, колонизированные патогенными бактериями, содержат больше белковых агрегатов, связанных с нейродегенеративными заболеваниями. Предоставлено: Университет Флориды.
«Это очень интересно, потому что предполагает, что эти бактерии генерируют какой-то сигнал, который может быть передан следующему поколению», — сказал Чиз.

Черви, заселенные «плохими» бактериями, также потеряли подвижность, что является обычным симптомом нейродегенеративных заболеваний.

«Здоровый червь передвигается, катясь и взмахивая руками. Когда вы берете здорового червя, он скатывается с кирки — простого устройства, которое мы используем для обращения с этими крошечными животными. Но черви с вредными бактериями не могли этого сделать, потому что появления агрегатов токсичных белков », — пояснил Уокер, разработавший этот метод оценки.

«Вы можете сравнить кирку с полосой препятствий: точно так же, как человеку с нейродегенеративным заболеванием будет трудно пройти через нее, то же самое и с этими червями, только в гораздо меньшем масштабе», — добавил Чиз.

Забавный факт: волосы на бровях или ресницы человека — очень хороший выбор.

«Черви очень нежные, поэтому вам нужен инструмент, который не повредит их. Они также прозрачны и имеют простую форму тела. Исследования, подобные нашему, возможны, потому что эти черви обычно питаются бактериями», — сказал Чиз.

« Черви имеют длину всего один миллиметр, и у каждого из них ровно 959 клеток», — сказал Чиж. «Но во многом они очень похожи на нас, людей — у них есть кишечник, мышцы и нервы, но вместо того, чтобы состоять из миллиардов клеток, каждый орган представляет собой всего лишь горстку клеток. Они похожи на живые пробирки. Их маленькие размер позволяет нам проводить эксперименты более контролируемым образом и отвечать на важные вопросы, которые мы можем применить в будущих экспериментах с высшими организмами и, в конечном итоге, людьми ».

В настоящее время лаборатория Czyz тестирует сотни штаммов бактерий, обнаруженных в кишечнике человека, чтобы увидеть, как они влияют на агрегацию белков у C. elegans. Группа также изучает, как бактерии, связанные с нейродегенерацией, вызывают неправильное сворачивание белков на молекулярном уровне.

Czyz также интересуется возможными связями между устойчивыми к антибиотикам бактериями и неправильной упаковкой белков.

«Почти все бактерии, которые мы обнаружили, связанные с неправильным сворачиванием белков , также связаны с устойчивыми к антибиотикам инфекциями у людей. Однако потребуется еще много лет исследований, прежде чем мы сможем понять, какая связь существует между устойчивостью к антибиотикам и нейродегенеративными процессами. болезней » , — сказал Чиз.

Оцените статью
PerelomaNet.ru
Задайте вопрос