Результаты исследования показывают, что кишечные бактерии, продуцирующие токсины, могут быть причиной развития рассеянного склероза и играть важную роль в прогрессировании заболевания. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Journal of Clinical Investigation.
Согласно новому исследованию, проведенному группой исследователей из Weill Cornell Medicine и NewYork-Presbyterian, определенные кишечные бактерии, продуцирующие токсины, могут быть ответственны как за запуск рассеянного склероза (РС), так и за текущую активность заболевания.
Новизна исследования
В исследовании идентифицируется Clostridium perfringens, продуцирующая эпсилон-токсин, в необычно большом количестве в микробиоме кишечника людей с РС. Далее ученые обнаружили, что в доклинической модели рассеянного склероза эпсилон-токсин открывает кровеносные сосуды головного мозга, позволяя воспалительным клеткам получить доступ к центральной нервной системе и вызвать демиелинизацию, характерную для рассеянного склероза.
Актуальность исследования
Рассеянный склероз — инвалидизирующее заболевание центральной нервной системы, которое обычно начинается в молодом возрасте и затрагивает и поражает миллионы людей. В начале течения болезни РС характеризуется эпизодическими рецидивами и ремиссиями неврологической симптоматики, включая потерю зрения, слабость и нарушение равновесия.
На более поздних стадиях болезни, несмотря на многочисленные достижения в лечении, рассеянный склероз имеет тенденцию к прогрессированию примерно у 40% больных.
«Рассеянный склероз таит в себе множество загадок», — считает соавтор исследования доктор Тимоти Вартанян (Timothy Vartanian), профессор неврологии. «Почему одни люди заболевают рассеянным склерозом, а другие нет, несмотря на схожую или идентичную генетику? Чем объясняется эпизодический характер рецидивов и ремиссий? Как воздействует центральная нервная система и почему именно миелин? Clostridium perfringens и эпсилон-токсин могут объяснить многие из этих загадок».
Рассеянный склероз и Clostridium perfringens
Для возникновения рассеянного склероза у генетически восприимчивого человека требуется триггер окружающей среды, и обилие Clostridium perfringens, продуцирующих эпсилон-токсин, у людей с рассеянным склерозом предполагает, что он может быть тому виновником.
Штаммы Clostridium perfringens, продуцирующие эпсилон-токсин, живут в тонкой кишке, и эпсилон-токсин вырабатывается только на короткое время, когда бактерия находится в фазе роста, что соответствует рецидивирующему ремиттирующему характеру рассеянного склероза. Возможно, наиболее примечательно то, что эпсилон-токсин специфически воздействует на кровеносные сосуды головного мозга и миелин, что обеспечивает четкий механизм его действия.
Несмотря на растущее количество свидетельств того, что штаммы Clostridium perfringens, продуцирующие эпсилон-токсин, могут быть важными экологическими патогенами для РС, современные исследования микробиома кишечника у людей с этим заболеванием не смогли обнаружить эти штаммы. В текущем исследовании Инхуа Ма (Yinghua Ma), научный сотрудник кафедры нейробиологии в лаборатории Вартаняна, руководил работой вместе с соавторами Дэвидом Саннино (David Sannino) и Дженнифер Линден (Jennifer Linden), показывая, что более чувствительные методы легко обнаруживают эти нарушения в кишечном микробиоме при рассеянном склерозе.
«В предыдущих исследованиях использовался метод, при котором вы могли видеть существующие виды бактерий, но на самом деле не могли видеть токсин или некоторые из наиболее функционально значимых частей вида», — утверждает соавтор исследования Кристофер Мейсон (Christopher Mason).
Используя высокочувствительные методы обнаружения ДНК, ученые выяснили, что люди с рассеянным склерозом с большей вероятностью несут в тонком кишечнике C. perfringens, продуцирующие эпсилон-токсин, чем здоровые люди из контрольной группы.
«Команда ученых применила весь арсенал современной молекулярной биологии для решения вопроса о патогенезе и возможных причинах рассеянного склероза», — добавляет Мейсон.
Установив эту корреляцию, исследователи проверили, может ли токсин сам по себе вызывать заболевание. Для этого ученые обратились к стандартной мышиной модели рассеянного склероза, в которой животные предрасположены к аутоиммунитету, но заболевание, подобное рассеянному склерозу, возникает только в том случае, если мышам также вводят коклюшный токсин. Ма заменил токсин эпсилон на токсин коклюша, и у животных развилось заболевание, которое больше напоминало рассеянный склероз по сравнению с предыдущими моделями.
«Обнаружение того, что эпсилон-токсин может заменить токсин коклюша в мышиной модели рассеянного склероза, очень интересно», — комментирует соавтор исследования Грегори Ф. Зонненберг (Gregory F. Sonnenberg). «Это не только продвигает более подходящую модель для изучения рассеянного склероза, но и критически определяет новую детерминанту микробного происхождения, которая провоцирует нарушение иммунных привилегий в центральной нервной системе, чтобы инициировать демиелинизирующее заболевание».
«Эпсилон-токсин действует на самой ранней стадии формирования очагов рассеянного склероза», — добавляет Вартанян, который также является заведующим отделением рассеянного склероза и нейроиммунологии. «Лечение, нейтрализующее эпсилон-токсин, может остановить активность новой болезни у наших пациентов гораздо эффективнее, чем современные методы лечения, которые подавляют или модулируют иммунную систему».
«В ближайшей перспективе мы руководствуемся неотложной необходимостью получить более эффективные и безопасные терапевтические средства для людей с рассеянным склерозом», — заключает Вартанян.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
