Nová zjištění o střevním mikrobiomu a neurodegeneraci
Střevní mikrobiom a neurodegenerativní onemocnění
Dlouhodobý výzkum naznačuje souvislosti mezi složením střevního mikrobiomu a různými věkem podmíněnými zdravotními stavy. Nejnovější zjištění posouvají porozumění vlivu střevního mikrobiomu na neurodegenerativní procesy za hranice pouhé korelace, a to identifikací specifických mechanismů. Konkrétně se jedná o glykogen produkovaný střevními mikroby, který může přispívat k neurodegeneraci spojené se stárnutím.
Významným aspektem je, že mutace asociovaná s amyotrofickou laterální sklerózou (ALS) a frontotemporální demencí (FTD), označovaná jako C9orf72, zřejmě zhoršuje zánětlivé důsledky tohoto glykogenu. To by mohlo vysvětlovat její relevanci pro rozvoj těchto onemocnění. Současně se ukazuje, že prevalence mikroorganismů podílejících se na produkci glykogenu ve střevním mikrobiomu naznačuje, že tento mechanismus může do určité míry ovlivňovat každého staršího člověka, přičemž míra dopadu závisí na přesném složení střevní mikroflóry.
Mechanismus zánětu
U pacientů s amyotrofickou laterální sklerózou, včetně těch s kauzální mutací v genu C9orf72 (chromosome 9 open reading frame 72), se často vyskytuje střevní dysbióza a zánět nervové soustavy. Doposud však nebylo zcela jasné, jak střevní komenzální bakterie interagují s běžnými genotypy ALS a ovlivňují riziko nervové degenerace.
Vědci identifikovali deset fylogeneticky rozmanitých bakteriálních kmenů, které způsobují uvolňování cytokinů způsobem závislým na genu C9orf72. Metatranskriptomická analýza následně naznačila, že biosyntetická dráha glykogenu je klíčovým faktorem řídícím tento zánět.
Experimentální studie a lidské vzorky
Pro potvrzení těchto zjištění byla provedena studie na myších. Kolonizace bezmikrobních myší s deficiencí C9orf72 bakterií *Parabacteroides merdae*, která produkuje zánětlivý glykogen, vedla ke zvýšené monocytóze, narušení krevně-mozkové bariéry a infiltraci T-buněk do centrální nervové soustavy. Naopak, enzymatické trávení glykogenu ve střevě prodloužilo přežití C9orf72-deficientních myší a snížilo reaktivitu mikroglií v mozku.
Průzkum lidských vzorků stolice prokázal přítomnost zánětlivých forem glykogenu ve střevním obsahu u 15 z 22 pacientů s ALS, u jednoho pacienta s C9ORF72 frontotemporální demencí a u 4 z 12 zdravých kontrol.
Výsledky této práce poukazují na bakteriální glykogen jako na modifikovatelný mediátor imunitní homeostázy ve střevě a v mozku. Tyto informace přispívají k hlubšímu pochopení komplexních interakcí mezi střevním mikrobiomem, genetikou a neurodegenerativními onemocněními.