Microbiota intestinală: noua frontieră în cercetarea și terapia bolii Alzheimer

©

Autor:

Microbiota intestinală: noua frontieră în cercetarea și terapia bolii Alzheimer

O revizuire publicată în jurnalul Experimental & Molecular Medicine a discutat despre dovezile curente privind rolul microbiotei intestinale în patogeneza bolii Alzheimer (AD). În plus, cercetătorii au evaluat terapii potențiale bazate pe microbiom care ar putea ajuta în gestionarea bolii Alzheimer în viitor.

 

Context

Boala Alzheimer este o boală neurodegenerativă progresivă caracterizată prin depunerea extracelulară timpurie a plăcilor de amiloid-beta (Aβ) și formarea intracelulară a încurcăturilor neurofibrilare ale proteinei tau hiperfosforilate în creier. Alte semne patofiziologice includ neuroinflamația, disfuncția sinaptică și dereglarea metabolică.

Având în vedere lipsa de înțelegere a proceselor biologice complexe implicate în boala Alzheimer, rămân provocări semnificative în dezvoltarea tratamentelor eficiente.

 

Studiile care raportează asociația dintre microbiomul intestinal și boala Alzheimer la subiecți umani și modele animale au apărut în ultimul deceniu. Acestea au propus multiple ipoteze pentru a explica rolul microbiotei în boala Alzheimer, de exemplu, implicarea lor în producția și eliminarea plăcilor Aβ. Cu toate acestea, mai multe lacune de cunoaștere rămân, iar această interacțiune complexă nu este pe deplin înțeleasă. Astfel, deși ar fi fezabil să se țintească microbiota intestinală ca o strategie terapeutică pentru boala Alzheimer, aplicarea ei în practica clinică ar necesita mai multe eforturi riguroase de cercetare în viitor.

 

Microbiota intestinală și patologia bolii Alzheimer

În 2017, două studii au analizat probe fecale ale pacienților cu AD și fără un diagnostic de demență datorată AD. Cattaneo et al. au măsurat abundența a șase tipuri de bacterii folosind PCR cantitativă, în timp ce Vogt et al. au folosit secvențierea genei ARNr 16S.

Primul studiu a relevat o scădere semnificativă în abundența bacteriilor pro-inflamatorii, cum ar fi Escherichia/Shigella, în scaunul pacienților cu AD și un număr mai mic de bacterii antiinflamatorii, în special Eubacterium rectale, comparativ cu grupul de control.

Vogt et al. au descoperit o diversitate scăzută a microbiotei intestinale la pacienții cu AD comparativ cu grupurile de control. În consecință, bacteriile Firmicutes erau mai puține, iar Bacteroidetes erau mai abundente în microbiomul intestinal al pacienților cu AD.

 

Studiile recente au arătat, de asemenea, că indivizii cu deficit cognitiv ușor (MCI) și în stadiul preclinic al AD pot avea compoziții distincte ale microbiotei intestinale comparativ cu controalele.

 

Aceste descoperiri, inclusiv din studii utilizând modele animale de AD, au rămas inconsistente având în vedere diferențele în designul studiului, populațiile de pacienți, stilurile de viață, obiceiurile alimentare și tehnicile folosite pentru secvențierea ARN.

 

Eforturile viitoare de cercetare ar trebui să se concentreze pe standardizarea metodologiilor, utilizarea unor dimensiuni mai mari ale eșantionului pentru a crește puterea statistică și fiabilitatea descoperirilor, în special semnătura taxonomică a microorganismelor asociate cu AD. Aceasta ar putea ajuta la înțelegerea activităților funcționale și interacțiunilor microbiotei intestinale la pacienții cu AD dincolo de compoziția lor taxonomică, implicând studiul micromoleculelor produse de microorganisme și impactul lor asupra patologiilor AD.

 

Rolul microbiotei în boala Alzheimer a progresat în două direcții:

1. Infecția microbiană directă în sistemul nervos central (SNC)

Este provocator să se demonstreze ipoteza infecțioasă a AD datorită perioadei lungi între depunerea Aβ și debutul demenței. Cu toate acestea, studiile sugerează că infecțiile SNC pot avea originea în intestin, contribuind la patologiile AD. De exemplu, proteina amiloidă periferică poate promova acumularea sa în creier prin transport retrograd prin nervul vag sau sânge.

 

2. Căi indirecte

Acestea implică sistemele imune și metabolice periferice. De exemplu, activitatea aberantă a celulelor gliale accelerează progresia AD prin perturbarea homeostaziei cerebrale. Mecanisme nongliale, cum ar fi enzimele de curățare a amiloidului și permeabilitatea intestinală perturbată, pot contribui, de asemenea, la interacțiunea dintre microbiota intestinală și imunitatea inerentă a creierului. De remarcat, acizii grași cu lanț scurt (SCFAs), derivați din fermentația fibrelor dietetice de către bacteriile intestinale, joacă un rol în aceste interacțiuni.

 

La oamenii sănătoși, SCFAs reglează imunitatea inerentă a creierului, producția de citokine de către celulele imune, oferă energie celulelor și susțin bariera intestinală. SCFAs funcționează și indirect prin celulele imune periferice și modularea directă a funcțiilor celulare microgliale prin mecanisme epigenetice și mitocondriale. În bolile neurologice precum AD, SCFAs pot promova neuroinflamația și progresia bolii, fiecare tip de SCFA având un efect unic și mecanism de acțiune.

 

În plus față de SCFAs, trimetilamină N-oxizi (TMAO), lipopolizaharide (LPS), triptofanul și acizii biliari au fost implicați în studiile clinice AD; cu toate acestea, rolul lor specific în patologia AD rămâne iluzoriu.

Genotipul apolipoproteinei (APOE), un factor de risc genetic pentru AD, influențează probabil compoziția microbiotei intestinale.

 

Mai mult, factorii de mediu și dietele pot contribui la variațiile sale între izoforme APOE. Studiile viitoare ar trebui să investigheze mecanismele specifice prin care alelele APOE modulează microbiomul intestinal. Studiile au arătat, de asemenea, cum perturbările induse de antibiotice în microbiota intestinală au redus patologiile AD la animalele de sex masculin, dar nu și la cele de sex feminin (diferențe legate de sex); cu toate acestea, mecanismele sale subiacente nu sunt bine înțelese.

 

Efectul altor microbi asupra patologiei bolii Alzheimer

Studii recente au indicat că microbi din plămâni și cavitatea orală pot influența patologia bolii Alzheimer. De exemplu, Maurer și colegii au observat că P. gingivalis era mai frecventă în cavitatea orală a pacienților cu AD și parodontită decât la grupurile de control. Un alt studiu recent a relevat că microbiota pulmonară producătoare de lipopolizaharide (LPS) a exacerbat scleroza multiplă, o boală autoimună a sistemului nervos central, în modele animale.

Astfel, înțelegerea impactului tratamentelor antibiotice specifice asupra microbiotei non-gastrointestinale este de asemenea crucială.

Mai mult, alte microorganisme din intestin, cum ar fi ciupercile, protozoarele, archaea și virusurile, au primit mai puțină atenție, având în vedere că sunt mai puțin abundente decât bacteriile, iar studiile axate pe analiza microbiomului au folosit secvențierea genei bacteriene 16SrRNA. Acestea probabil afectează patologia bolii Alzheimer prin interacțiunea cu comunitățile bacteriene.

 

Strategii terapeutice pentru boala Alzheimer

Utilizarea antibioticelor după debutul patologiei bolii Alzheimer nu este foarte eficientă. Cu toate acestea, un studiu epidemiologic recent efectuat în Germania de Rakusa și colegii a găsit o asociere între probabilitatea scăzută de demență și utilizarea prealabilă a antibioticelor.

 

Studiile au arătat că transplantul de microbiotă fecală (FMT) poate reduce formarea plăcilor de Aβ și patologia tau, îmbunătăți deficiența cognitivă și întârzia declinul cognitiv la pacienții cu AD. A existat un raport de caz în care un pacient masculin în vârstă de 82 de ani cu AD și infecție cu Clostridioides difficile (CDI) a suferit o singură infuzie de FMT și a prezentat îmbunătățiri ale simptomelor AD în două luni.

 

Beneficiile potențiale ale probioticelor în AD sunt în stadiile incipiente de investigare. Cu toate acestea, mai multe studii preclinice au explorat efectele probioticelor (de exemplu, Bifidobacterium breve) în modele animale și la pacienți cu AD, arătând îmbunătățiri promițătoare ale funcției cognitive și reducerea plăcilor de amiloid-β.

Cu toate acestea, nivelurile ridicate de acizi grași cu lanț scurt (SCFA), care pot fi folosiți ca postbiotice, pot fi dăunătoare mai degrabă decât benefice pentru pacienții cu AD.

Studiile viitoare ar trebui să se concentreze pe identificarea efectelor specifice ale fibrelor dietetice pre-, pro- și post-biotice asupra patologiilor AD.

 

Concluzii

Diferite persoane împărtășesc aproximativ 10-20% din microbiomul intestinal; cu toate acestea, chiar și specii microbiene diferite pot contribui la activități funcționale similare în cadrul rețelei intestinale. Această redundanță funcțională subliniază importanța studierii activității funcționale a microbiotei intestinale și a compoziției, diversității, stabilității și interacțiunilor lor generale. O înțelegere cuprinzătoare a mecanismelor care conectează microbiota intestinală la patologia AD este crucială pentru a asigura siguranța și eficacitatea tratamentelor, cum ar fi antibioticele, prebioticele, probioticele, postbioticele și FMT.

 

Efectul microbiotei asupra fiziologiei, imunologiei, metabolismului și factorilor biologici, cum ar fi genele și sexul, trebuie de asemenea luat în considerare. Prin urmare, rămâne o provocare să se identifice o cale unică în axa „microbiotă-intestin-creier AD”. Cu toate acestea, abordările care implică încapsularea microbiană, bacteriofagele, modulatorii enzimatici microbieni și alte microorganisme bioinginerizate sunt emergente și ar putea duce la intervenții AD mai țintite în viitor.

 


Data actualizare: 10-01-2024 | creare: 10-01-2024 | Vizite: 246
Bibliografie
Seo, D., & Holtzman, D. M. (2024).
Current understanding of the Alzheimer’s disease-associated microbiome and therapeutic strategies.
Experimental & Molecular Medicine, 1-9. doi:
https://doi.org/10.1038/s12276-023-01146-2.
https://www.nature.com/articles/s12276-023-01146-2
©

Copyright ROmedic: Articolul se află sub protecția drepturilor de autor. Reproducerea, chiar și parțială, este interzisă!

Alte articole din aceeași secțiune:

Din Biblioteca medicală vă mai recomandăm:
Din Ghidul de sănătate v-ar putea interesa și:
  • Anxietatea, gelozia și indispoziția la femei au fost asociate cu creșterea riscului de Alzheimer
  • Sforăitul și apneea de somn, asociate cu un declin cognitiv prematur
  • Ar putea un simplu test de salivă să depisteze boala Alzheimer?
  • Forumul ROmedic - întrebări și răspunsuri medicale:
    Pe forum găsiți peste 500.000 de întrebări și răspunsuri despre boli sau alte subiecte medicale. Aveți o întrebare? Primiți răspunsuri gratuite de la medici.
      intră pe forum