8 دقیقه
تحقیقی تازه از کره جنوبی بُعدی غیرمنتظره به گفتوگوی شناختهشده محور روده–مغز اضافه میکند: باکتریهایی که معمولاً در محیط دهان زندگی میکنند میتوانند در روده لانهگزینی کنند، متابولیتهایی تولید کنند که به گردش خون و در نتیجه تا مغز میرسند و ممکن است فرآیند بیماری پارکینسون را تسریع کنند. این مطالعه مسیری بیوشیمیایی را از میکروبهای دهانی تا آسیب نورونی نقشهبرداری میکند و نشان میدهد اهداف جدیدی برای پیشگیری و درمان ممکن است وجود داشته باشد.
یک مطالعه جدید پیشنهاد میدهد میکروبهایی که منشاءشان خارج از مغز است میتوانند مراحل اولیه بیماریهای نورودژنراتیو را تحت تأثیر قرار دهند. با آشکار ساختن یک مسیر زیستی که فعالیت میکروبی را به آسیب نورونی مرتبط میکند، این پژوهش دیدگاههای سنتی درباره چگونگی بروز بیماری پارکینسون را به چالش میکشد و نقش میکروبیوم روده را در نوروفارماکولوژی برجسته میسازد.
From mouth to gut: how a cavity bug ends up in the brain
بیماری پارکینسون یک اختلال نورودژنراتیو پیشرونده است که با لرزش، سفتی عضلانی، کندی حرکت و در بنیاد خود از دست رفتن نورونهای تولیدکننده دوپامین شناخته میشود. شواهد همهگیرشناختی مدتها است که تفاوتهایی در میکروبیوتای روده افراد مبتلا به پارکینسون در مقایسه با افراد سالم نشان میدهد، اما مشخص کردن میکروبهای عامل و مکانیسمهای مؤثر دشوار بوده است. پژوهشهای اخیر روی ارتباط بین میکروبیوم روده و بیماریهای عصبی، از جمله اهمیت تعاملات متابولیکی میکروب-میزبان و نقش التهاب مزمن را پررنگ کردهاند.
مطالعه جدید یکی از مظنونین را معرفی میکند: Streptococcus mutans—باکتریای که بسیاری آن را با پوسیدگی دندان مرتبط میدانند—بهعنوان یکی از عواملی که میتواند در بروز تغییرات رودهای و در نهایت تأثیر بر مغز نقش داشته باشد. پژوهشگران سطوح بالاتری از S. mutans را در روده بیماران پارکینسون یافتند. هنگامی که این باکتری در روده مستقر میشود، آنزیمی به نام urocanate reductase (UrdA) تولید میکند و محصول جانبی متابولیکیای به نام ایمیدازول پروپیونات (ImP) شکل میگیرد که برای مسیر پژوهش مرکزی است.
A metabolite that crosses borders: ImP and the brain
ایمیدازول پروپیونات (ImP) نقش محوری در روایت این مطالعه دارد. محققان غلظتهای بالاتر ImP را هم در روده و هم در جریان خون افراد مبتلا به پارکینسون شناسایی کردند که نشاندهنده گردش سیستمیک این متابولیت است. با استفاده از مدلهای موشی، تیم پژوهشی نشان داد وارد کردن S. mutans به روده یا مهندسی ژنتیکی گونهای از E. coli برای بیان UrdA منجر به افزایش سطوح ImP در خون و بافت مغزی شد. این یافتهها پیوند مستقیمی بین میکروبهای دهانی، تولید متابولیت و حضور آن در بافت مغز فراهم میکنند—موضوعی که در مطالعات قبلی کمتر به آن توجه شده بود.
این تغییرات بیوشیمیایی با نشانگرهایی از پاتولوژی پارکینسون همراه بود: کاهش نورونهای دوپامینرژیک، افزایش التهاب عصبی (نوروانفلاسیون)، اختلال در عملکرد حرکتی و افزایش تجمع آلفا-سینوکلئین—پروتئینی که در مغز بیماران پارکینسون به صورت تودههای مشخصی تجمع مییابد. بنابراین ارتباط بین میکروارگانیسم دهانی، متابولیت تولیدی و نشانههای کلینیکی و پاتولوژیک بیماری تقویت شد.
How does ImP harm neurons?
دادههای آزمایشگاهی نشان میدهد فعالسازی کمپلکس سیگنالینگ mTORC1 یک گام کلیدی است. هنگامی که mTORC1 بیش از حد فعال میشود، فرایندهای سلولی که سلامت نورونها را حفظ میکنند دچار اختلال میگردند؛ این وضعیت میتواند التهاب را تشدید و تجمع پروتئینها را تسهیل کند. بهطور مشخص، مهار دارویی mTORC1 در مدلهای موشی موجب کاهش نوروانفلاسیون، کاهش از دست دادن نورونها و بهبود نقصانهای حرکتی شد که ارتباط میان متابولیت میکروبی و یک مسیر قابل هدفگیری را نشان میدهد. این نتیجه نشان میدهد مداخلات دارویی یا بیولوژیک که mTORC1 را تنظیم میکنند میتوانند بهعنوان راهبردی برای کندسازی فرآیند نورودژنراسیون مدنظر قرار گیرند.
نمودار تجمع متابولیت در مغز و القای بیماری پارکینسون پس از استقرار باکتریهای دهانی در روده.
What the team did and who led the research
این مطالعه تلاشی مشترک است که توسط پروفسور Ara Koh و دانشجوی دکترا Hyunji Park در گروه علوم زیستی POSTECH رهبری شد و پژوهشگرانی از دانشکده پزشکی دانشگاه Sungkyunkwan و کالج پزشکی دانشگاه ملی سئول نیز در آن همکاری داشتند. آزمایشهای آنان ترکیبی از تحلیل میکروبیوم انسانی، اندازهگیری متابولیتها و مدلهای کنترلشده موشی بود تا پیوند میان میکروبهای دهانی و آسیبشناسی مغز را اثبات کند. نتایج کامل این پژوهش در نشریه Nature Communications منتشر شده است و برای پژوهشگران حوزه بیماریهای نورودژنراتیو، میکروبیوم و داروسازی اطلاعات قابلتأملی فراهم میآورد.
«مطالعه ما درکی مکانیکی از اینکه چگونه میکروبهای دهانی در روده میتوانند مغز را تحت تأثیر قرار دهند و به توسعه بیماری پارکینسون کمک کنند ارائه میدهد،» پروفسور Ara Koh میگوید. «این یافته پتانسیل هدفگیری میکروبیوتای روده را بهعنوان یک استراتژی درمانی نشان میدهد و جهت جدیدی برای درمان پارکینسون فراهم میآورد.» بیانیهای که اهمیت همگرایی علوم میکروبیوم، نورولوژی و داروشناسی را برجسته میکند و مسیرهای تحقیق بالینی جدیدی را نمایان میسازد.
Implications for prevention and future therapy
پیامدهای این مطالعه دوگانه است. نخست، بهداشت دهان و مراقبتهای دندانی پایه ممکن است برای سلامت عصبی بلندمدت از آنچه تا کنون تصور میشد اهمیت بیشتری داشته باشد—یک نکته ساده اما قابل اجرا در سطح دخالتهای بهداشت عمومی و پیشگیری. بهعبارت دیگر، کنترل پوسیدگی دندان و پیشگیری از افزایش جمعیت باکتریهای قارچمانند یا سوداگر در دهان میتواند بخشی از استراتژیهای پیشگیری از خطرات نورودژنراتیو باشد.
دوم، شناسایی ImP و آنزیم UrdA راههای مداخلاتی جدیدی را باز میکند: جلوگیری از استقرار میکروبها در روده، مهار عملکرد UrdA، خنثیسازی ImP یا تعدیل مسیر سیگنالینگ mTORC1 همگی میتوانند بهعنوان استراتژیهایی برای کند کردن یا جلوگیری از نورودژنراسیون بررسی شوند. این مداخلات ممکن است شامل توسعه آنتیبیوتیکهای هدفمند، آنتیبادیهای خنثیکننده متابولیت، مهارکنندههای آنزیم یا داروهایی باشد که تعادل mTORC1 را تنظیم میکنند. البته ارزیابی ایمنی، تأثیرات جانبی و تأثیرات بلندمدت چنین رویکردهایی در انسان نیازمند مطالعات بالینی دقیق است.
این مطالعه همچنین پیچیدگی محور روده–مغز را دوباره تأکید میکند: میکروبهایی که منشاءشان در یک محل از بدن است (دهان) میتوانند به محل دیگری (روده) انتقال یابند و متابولیتهایی تولید کنند که بهصورت سیستمیک سفر کرده و ارگانهای دورتر از جمله مغز را تحت تأثیر قرار دهند. این واقعیت نشان میدهد که تحلیلهای تکمحلی میکروبیوم ممکن است ناکافی باشند و نیاز به دیدی جامعتر از اکوسیستم میکروبی بدن وجود دارد.
Expert Insight
دکتر Lena Rothman، ایمونولوژیست عصبی در یک مرکز پزشکی بزرگ (با اظهار نظر مستقل) گفت: «این مقاله بهصورت زیباشناسانهای استقرار میکروبی، تولید متابولیت و یک مسیر سیگنالی مشخص را به هم مرتبط میکند. اگرچه مدلهای موشی بهطور کامل جایگزین بیماری انسانی نیستند، شناسایی ImP و ارتباط با mTORC1 به پژوهشگران اهداف ملموسی — هم برای نشانگرهای زیستی و هم برای درمانها — میدهد.» نظر کارشناسی که تعادل احتیاط علمی و هیجان از کشف اهداف درمانی جدید را حفظ میکند.
تحقیقات آینده باید تعیین کند که چه میزان در جمعیتها استقرار S. mutans در روده شایع است، آیا سطوح ImP میتواند خطر ابتلا یا پیشرفت بیماری را پیشبینی کند و کدام مداخلات در انسانها ایمن و مؤثر هستند. همچنین لازم است بررسی شود که آیا عوامل محیطی، رژیم غذایی، استفاده دارویی یا عادات بهداشتی دهان بر احتمال انتقال باکتریهای دهانی به روده و تولید ImP تأثیرگذارند. در همین حال، این مطالعه ضرورت تلفیق بهداشت دهان، علم میکروبیوم و نورولوژی در پژوهش و عمل بالینی را پررنگتر میسازد.
در مجموع، یافتهها نه تنها بینشهای جدیدی درباره زیستشناسی مولکولی و میکروبی بیماری پارکینسون ارائه میکنند، بلکه راهنمای بالقوهای برای توسعه نشانگرهای تشخیصی زودهنگام، هدفگذاری دارویی و اقدامات پیشگیرانه عمومی فراهم میآورند. ارتباط بین استقرار باکتریهای دهانی، تولید ImP و فعالسازی mTORC1، چارچوبی را ایجاد میکند که میتواند در مطالعات بینرشتهای آینده به کار گرفته شود تا راهکارهای مبتنی بر میکروبیوم برای بهبود نتایج بیماران با بیماریهای نورودژنراتیو توسعه یابد.
منبع: scitechdaily
نظرات
نیک_ج
جای کار داره، نتایج جالبه ولی مدلهای موشی همیشه قابل تعمیم به انسان نیستن. امیدوارم مطالعات بالینی هم بیاد رو میز
توربو
تو مطب دندون دیدم بیماران با بهداشت ضعیف کلی مشکل دارن، شاید ربطی باشه، ولی هنوز معلوم نیست علت چیه...
رضا
آیا واقعا این S.mutans توی روده شایع هست؟ اگه نه پس نتیجهگیریها اغراقآمیزه، نیاز به دادهی جمعیتی داریم
بیوانیکس
معقول بنظر میاد، mTORC1 یه هدف منطقیه. ولی خب، ترجمه از موش به انسان همیشه ساده نیست، باید صبور باشیم
رودکس
وای، جدی؟ یعنی باکتریای دهنی میرن توی روده بعد تا مغز میرسن؟! فکرشو نمیکردم، هم عجیب هم نگرانکننده…
ارسال نظر