Когда мы думаем о причинах неврологических расстройств и о том, как их лечить, мы прежде всего имеем ввиду препараты нацеленные на мозг.
Но лучший ли это или единственный ли это способ? Возможно нет. Новые исследования ученых из Медицинского колледжа Бэйлора показывают, что кишечный микробиом может влиять на симптоматику сложных неврологических расстройств. Результаты, опубликованные в журнале Cell, также говорят о том, что микробиомная терапия однажды может помочь в их лечении.
Мауро Коста-Маттиоли, заведующий кафедрой неврологии и директор Исследовательского центра памяти и мозга в Бейлоре, вместе со своим коллективом обнаружил, что различные аномальные формы поведения взаимозависимо регулируются генами хозяина и микробиомом. В частности, было обнаружено, что в мышиных моделях нарушения нейроразвития гиперактивность контролируется генетикой хозяина, в то время как дефицит социального поведения опосредуется микробиомом кишечника.
Что более важно с терапевтической точки зрения, они обнаружили, что лечение специфическим микробом, способствующим выработке соединений семейства биоптеринов в кишечнике, или лечение метаболически активным биоптерином улучшает социальное поведение, но не двигательную активность.
"Мы носители как своих собственных генов хозяина, так и генов микроорганизмов. В то время как большая часть внимания традиционно уделяется генам хозяев, микробиом кишечника, является еще одним важным источником генетической информации", - говорит Коста-Маттиоли.
Работа группы Коста-Маттиоли предлагает другой способ осмысления неврологических расстройств, при котором и человеческие и микробные гены взаимодействуют друг с другом и вносят свой вклад в состояние организма. Их выводы также предполагают, что эффективное лечение должно быть направлено как на мозг, так и на кишечник. Кроме того, они открывают возможность того, что другие тяжелые состояния, такие как рак, диабет, вирусная инфекция или неврологические расстройства, могут содержать в патогенезе микробиомный компонент.
"Мы работали с мышиной моделью нейроразвития, в которой животным не хватало гена Cntnap2", - рассказывает соавтор работы Шон Дулинг. "Эти мыши демонстрировали социальный дефицит и гиперактивность, сходные с теми, которые наблюдаются при расстройствах аутистического спектра (ASD). Кроме того, у этих мышей, как и у многих людей с аутизмом, также были изменения микробиома в сравнении с мышами без генетических нарушений".
Дальнейшие эксперименты показали, что модулирование микробиома кишечника улучшает социальное поведение мышей-мутантов, но не изменяет их гиперактивность, что свидетельствует о том, что изменения в микробиоме избирательно влияют на социальное поведение животных.
"Нам удалось разделить влияние микробиома и генетической мутации животного на поведенческие изменения", - рассказал Дулинг. "Это показывает, что микробиом кишечника не следует игнорировать как важную переменную при изучении нейродегенеративных заболеваний".
Опираясь на эти данные, исследователи углубились в механизм, лежащий в основе воздействия микробиома на социальное поведение животных. Основываясь на своей предыдущей работе, исследователи использовали для лечения мышей пробиотическую бактерию L. reuteri.
"Мы обнаружили, что L. reuteri может восстановить нормальное социальное поведение, но не может корректировать гиперактивность у мышей Cntnap2", - отмечает Дулинг.
Однако еще больший сюрприз случился, когда исследователи ввели асоциальным мышам метаболит, концентрация которого была увеличена в кишечнике мышей с L. reuteri. Социальный дефицит животных также скорректировался в лучшую сторону после того, как они лечили их метаболитом вместо бактерий.
"Это предоставляет нам, по крайней мере, два возможных способа влиять на мозг: с помощью бактерий или с помощью метаболита, вырабатываемого бактериями", - говорит Дулинг.
Может ли эта работа вдохновить на новые прорывы в лечении неврологических расстройств? Хотя еще слишком рано говорить наверняка, но исследователи взволнованы возможными последствиями сделанных выводов.
"Наша работа укрепляет новую концепцию развития безопасных и эффективных терапевтических средств, нацеленных на микробиом кишечника с селективными пробиотическими штаммами бактерий или фармацевтическими препаратами, продуцируемыми бактериями", - отметил Дулинг.
"По мере того, как мы узнаем больше о том, как эти бактерии работают, мы можем более точно и эффективно использовать их для лечения нейродегенеративных и, возможно, и других заболеваний".
"Несмотря на все научные достижения и надежды на генную терапию, по-прежнему слишком сложно влиять на гены человека для лечения заболеваний, но модулирование нашего микробиома может быть интересной, неинвазивной альтернативой", - утверждает Коста-Маттиоли.
Действительно, в настоящее время штаммы L. reuteri проходят клинические испытания в Италии у детей, страдающих аутизмом.
"В моих самых смелых мечтах я никогда не мог себе представить, что микробы кишечника могут модулировать поведение и функции мозга. Думать сейчас о том, что микробные стратегии могут быть реальным способом лечения неврологических дисфункций, все еще безумно, но очень увлекательно".
Еще статья на эту тему здесь.
