Выявление дисбиоза кишечника у пациентов с неврологическими и психиатрическими заболеваниями подчеркнуло важность связи между кишечником и мозгом, однако вопрос об идентичности компонентов, ответственных за эту перекрестную связь, остается открытым.
Ранее мы сообщали, что у пациентов с рецидивирующе-ремиттирующим рассеянным склерозом (РРРС), получающих лечение диметилфумаратом, наблюдается значительное истощение микробиоты кишечника, тем самым предполагая, что изучение состава образцов плазмы и спинномозговой жидкости (СЖ) этих пациентов может помочь выявить метаболиты, производимые микроорганизмами.
Для оценки нейротоксичности мы использовали функциональный ксеногенный метод, включающий культивирование нейронов крыс, подвергнутых воздействию образцов СЖ, взятых у больных рассеянным склерозом до и после лечения диметилфумаратом, а затем провели метаболомный анализ образцов плазмы и СЖ для выявления метаболитов с дифференциальным содержанием. Анализ взвешенной корреляционной сети позволил выявить группы метаболитов, присутствующих в образцах плазмы и СЖ, количество которых коррелировало с нейротоксическим потенциалом СЖ.
Этот анализ выявил наличие метаболитов фенола и индольной группы бактериального происхождения (например, п-крезол-сульфат, индоксил-сульфат и N-фенилацетилглутамин) как потенциально нейротоксичных и снижающихся в результате лечения. Хроническое воздействие этих метаболитов на культивируемые нейроны снижало их скорость функционирования и вызывало повреждение аксонов независимо от митохондриальной дисфункции и окислительного стресса, что позволило выявить новый путь нейротоксичности. Клинические, радиологические и когнитивные тесты также были получены у пациентов, прошедших лечение, во время последующих визитов. Улучшение показателей МРТ, инвалидизации и когнитивных функций было выявлено только у пациентов с РРРС, получавших лечение диметилфумаратом. Уровни идентифицированных метаболитов бактериального происхождения (p-крезол-сульфат, индоксил-сульфат и N-фенил-ацетил-глутамин) обратно коррелировали с показателями МРТ объема коры головного мозга и прямо коррелировали с уровнями легких цепей нейрофиламентов, установленным биомаркером нейродегенерации.
Наши данные свидетельствуют о том, что производные фенола и индола, образующиеся в результате катаболизма триптофана и фенилаланина, являются метаболитами микробного происхождения, которые могут опосредовать связь между кишечником и мозгом и вызывать нейротоксичность при рассеянном склерозе.
