В новом исследовании, опубликованном в журнале Scientific Reports, ученые из Киотского университета (Kyoto University) продемонстрировали, что метаболиты микроорганизмов могут влиять на кортикальные нейроны у пациентов с болезнью Альцгеймера и у здоровых людей.
Болезнь Альцгеймера и микробиом
В последние годы исследования продемонстрировали, что бета-амилоидные пептиды (β-амилоиды), один из патогенных факторов болезни Альцгеймера, могут быть естественным иммунным ответом на патогены. С другой стороны, есть также доказательства того, что микробиота в кишечнике или полости рта может регулировать болезнь Альцгеймера. В частности, было проведено лишь небольшое количество исследований по изучению взаимосвязи между болезнью Альцгеймера и почвенной микробиотой из-за сложности культивирования почвенной микробиоты или отсутствия базы данных.
Виды амилоида
Амилоид в головном мозге встречается в двух формах. Амилоид β 42 считается токсичным, а амилоид β 40 не имеет патогенных свойств. Большое количество амилоида β 42 или высокое соотношение амилоида β 42 к амилоиду β 40 связано с более высоким риском болезни Альцгеймера.
Материалы и методы исследования
Чтобы определить влияние микроорганизмов, ученые использовали технологию iPS-клеток для перепрограммирования соматических клеток пациентов с болезнью Альцгеймера в нейроны коры головного мозга в сочетании с библиотекой из 98 вторичных метаболитов, продуцируемых микробиотой почвы.
Почвенные микроорганизмы могут модулировать патологию при болезни Альцгеймера
Исследователи обнаружили, что веррукарин А, вторичный метаболит, продуцируемый грибком Myrothecium spp., снижает количество как амилоида β 42, так и 40 в перепрограммированных нейронах коры головного мозга. При дальнейшей модификации своей химической структуры веррукарин А может иметь потенциальную терапевтическую пользу в снижении уровня бета-амилоида. Другой вторичный метаболит, Mer-A2026A, продуцируемый Streptomyces pactum, оказывал различное воздействие на нейроны в зависимости от дозы. В умеренных дозах Mer-A2026A снижает уровни амилоида β 42 и 40, но при более высоких концентрациях он повышает уровень амилоида β 42. Следовательно, Mer-A2026A имеет двойную природу риска и профилактики болезни Альцгеймера.
Практическая значимость работы
В исследовании приводятся доказательства того, как изучение метаболитов, продуцируемых микроорганизмами, с использованием iPS-клеток может привести к созданию новых терапевтических средств для лечения нейродегенеративных заболеваний.
Авторы другого исследования утверждают, что микроорганизмы в кишечнике могут влиять на личность.
