Измененный микробиом кишечника, обнаружен у японских пациентов с рассеянным склерозом

Согласно исследованию, изменения кишечных бактерий и бактериального метаболизма были обнаружены у японцев на разных стадиях рассеянного склероза (РС) по сравнению со здоровыми людьми из контрольной группы.

Характерными находками были снижение синтеза жирных кислот в кишечных бактериях, обнаруженное у пациентов с ремиттирующим РС ( RRMS) и повышенный окислительный стресс у пациентов со вторично прогрессирующим РС ( SPMS). 

Команда под руководством исследователей из Национального центра неврологии и психиатрии в Японии использовала генетический анализ для выявления кишечных микробов, выделенных из образцов фекалий, собранных у 46 женщин и 16 мужчин с RRMS  (средний возраст 39 лет) и девяти женщин и шести мужчин с SPMS. (средний возраст 43,3 года) и сравнил результаты с группой из 55 здоровых контрольных субъектов (средний возраст 40 лет).

Хотя анализ вариации микробов в одном образце (альфа-разнообразие) не выявил значительных различий, наблюдались значительные различия в общей структуре микробиома кишечника (бета-разнообразие) между пациентами с RRMS и SPMS по сравнению с контрольной группой. На эти различия не влияли ни пол, ни иммунотерапевтические препараты, назначаемые пациентам. 

В общей сложности было идентифицировано 17 видов, показывающих значительную разницу в численности между RRMS и контролями, включая более высокую численность бактерии  Akkermansia muciniphila в RRMS. Исследования показали, что A. muciniphila может играть роль в развитии рассеянного склероза, поскольку она может индуцировать провоспалительную активность клеток. 

Значительные различия также были обнаружены между RRMS и контролем у таких видов, как  Eubacterium rectale , Streptococcus salivarius и Megamonas funiformis .

В частности, у девяти видов было значительно снижено RRMS по сравнению с контролем, причем восемь из них принадлежали к бактериям типа Clostridia, включая  E. rectale . Исследователи отметили, что эти бактерии, как известно, производят химическое вещество, называемое бутиратом, которое «потенциально защищает от РС», поскольку может подавлять иммунный ответ и, как было показано, изменяет симптомы на животных моделях с РС. 

Изучение численности микробов и клинических параметров показало, что пять из 17 видов, идентифицированных в группе RRMS, имели значительные изменения у тех, у кого недавно была активность заболевания ( пациенты, у которых был хотя бы один клинический рецидив в течение одного года до сбора образцов), которые были не наблюдается у пациентов без недавней активности заболевания.

В группе SPMS большее количество Streptococcus parasanguinis и меньшее количество бактерий Eubacterium hallii были связаны с более тяжелым заболеванием. 

Также оценивались различия в метаболических путях бактерий, уделяя особое внимание функциональным различиям в генах между контрольными группами и RRMS, а также между RRMS и SPMS. 

Четыре из семи основных путей, которые были снижены в RRMS, были связаны с энергетическим метаболизмом. Два из них участвовали в метаболизме двух химических веществ, известных как пропаноат ( пропионат) и бутаноат (бутират), которые тесно связаны с синтезом короткоцепочечных жирных кислот (SCFA). Один был связан с биосинтезом витамина B12.

«Заметное снижение биосинтеза бутирата и пропионата и соответствующие метаболические изменения были подтверждены в RRMS по сравнению с [здоровым контролем]», – пишут исследователи.

Сравнение между пациентами с RRMS и SPMS обнаружило различия в путях, связанных с репарацией ДНК, при этом два ключевых фермента были значительно обогащены ферментами с SPMS по сравнению с контролем или RRMS. 

Это свидетельствовало о высоком уровне окислительного стресса в образцах SPMS. Следует отметить, что окислительный стресс означает дисбаланс между производством повреждающих ткани свободных радикалов – естественных побочных продуктов химических процессов, таких как метаболизм, – и способностью клеток выводить их токсины.

Чтобы подтвердить возникновение окислительного стресса,  оценивали отношение окисленного соединения серы, называемого цистеин-S, к неокисленному (восстановленному) цистеину. Результаты показали, что это соотношение было значительно выше в SPMS, чем в контроле.

«Эти результаты также подтверждают мнение о том, что повышенный уровень репарации несоответствия ДНК, возможно, вызван чрезмерным окислительным стрессом в кишечнике пациентов с ВПРС», – пишут исследователи. 

Команда также изучила метаболические пути, связанные с тремя основными группами питательных веществ – углеводами, белками и жирами, – чтобы оценить возможное влияние диеты на микробиом кишечника. 

Гены углеводного обмена были значительно снижены в SPMS по сравнению с контролем, в то время как гены, связанные с метаболизмом белков и жиров, не различались между контрольной группой и группами пациентов.

«Таким образом, пониженный углеводный обмен может быть механизмом повышенного окислительного состояния в кишечнике пациентов с ВПРС», – пишут исследователи. 

Окончательный анализ уровней SCFAs, таких как бутират, которые могут иметь защитный эффект, был проведен в образцах, собранных у 12 пациентов с RRMS, девяти пациентов с SPMS и восьми контрольных. 

Уровни фекальных SCFAs, включая ацетат, пропионат и бутират, были значительно ниже у пациентов с RRMS и SPMS по сравнению с контрольной группой.

«Таким образом, экологическая и функциональная микросреда кишечника была значительно изменена на разных стадиях РС», – заключила команда. «В частности, характерными были сниженный биосинтез SCFA в RRMS и повышенный уровень окисления в SPMS».

«Поскольку повышенный окислительный стресс тесно связан с хроническим нейровоспалением и нейродегенерацией, настоящий результат открывает путь к управлению рассеянным склерозом с помощью микробиомных данных, что полезно для предотвращения прогрессирования заболевания», – добавила команда.

The post Измененный микробиом кишечника, обнаружен у японских пациентов с рассеянным склерозом first appeared on SG5.ru - Журнал познавательная неврология.