Közvetlen összefüggés mutatkozik a bélbaktériumaink működése és az agyunk egészsége, különösképp a neurodegeneratív betegségek – például az Alzheimer-kór – kialakulása között.

Egyre sokasodnak a bizonyítékok arra nézve, hogy az a sok tízezermilliárd mikroba, amely egy egészséges ember beleit benépesíti, s együttesen a bél-mikrobiomnak nevezett életközösséget alkotja, messzemenően befolyásolja az egész szervezetünk működését. E mikrobiális közösség tagjai vitaminokat termelnek, segítenek a táplálék megemésztésében, megakadályozzák a kártékony baktériumok elszaporodását, és szabályozzák az immunrendszer működését, hogy hasznos tevékenységeik közül csak néhányat említsünk. A Washingtoni Egyetem orvosi fakultásának kutatói frissen megjelent tanulmányukban most arról adnak hírt, hogy a bél-mikrobiom az agyunk egészségi állapotát is jelentősen befolyásolja.

Az egereken végzett vizsgálatok azt igazolták, hogy a bélbaktériumok – részben a rövid szénláncú zsírsavaknak nevezett vegyületek termelésén keresztül – testszerte befolyásolják az immunsejtek működését. Ezáltal a bélbaktériumok szabályozó hatást fejtenek ki az agyban tartózkodó immunsejtekre is, amelyek túlműködve károsítani tudják az agyszövetet, s ezzel súlyosbítani tudják a neurodegeneratív betegségek, például az Alzheimer-kór lefolyását. A Science szakfolyóiratban január 13-án megjelent közlemény eredményei megnyitják annak lehetőségét, hogy a bél-mikrobiom átformálásával megelőzzük vagy kezeljük az idegsejtpusztulással járó betegségeket.

„Fiatal egereket mindössze egy hétig antibiotikummal kezeltünk, és máris tartós változást tapasztaltunk az bél-mikrobiomjuk összetételében, az immunválaszukban, valamint abban, hogy az életkor előrehaladtával mennyi idegsejtpusztulást szenvedtek el a tau nevű fehérjéhez kapcsolódóan – ismertette David M. Holtzman neurológus professzor, a cikk rangidős szerzője. – Ebben az az izgalmas, hogy a bél-mikrobiom befolyásolásán keresztül anélkül fejthetünk ki hatást az agyra, hogy bármilyen anyagot is közvetlenül az agyba juttattunk volna."

Egyre több megfigyelés támasztja alá azt a tényt, hogy az Alzheimer-kórban szenvedők bél-mikrobiomjának összetétele eltér az egészségesekétől.

Nem világos azonban, hogy e különbségek okai vagy következményei a betegségnek – esetleg mindkettő egyszerre igaz –, és hogy a mikrobiom átalakítása hatással bír-e a betegség lefolyására.

Hogy megtudják, vajon a bél-mikrobiom oki szerepet játszik-e az idegsejtpusztulásban, a kutatók olyan egerek mikrobiótáját változtatták meg, amelyek hajlamosak az Alzheimer-kórhoz hasonló agykárosodásra és kognitív leépülésre. A genetikailag módosított egerek az emberi tau fehérje mutáns formáját fejezik ki, amely az idegsejtekben felhalmozódva már 9 hónapos korra idegsejtpusztulást s ezáltal agysorvadást idéz elő. Ezen felül egyes az egerek az emberi APOE gén egy olyan változatát is hordozták, amely ismert módon az Alzheimer-kór egyik fő örökletes rizikófaktora. Azok az emberek, akik a leggyakoribb APOE3 variáns helyett akár csak egy példányban is az APOE4 változatot hordozzák, háromszor-négyszer nagyobb valószínűséggel lesznek alzheimeresek.

A kutatócsoport tagjai között Holtzmanon kívül Jeffrey I. Gordon, az Edison Family Center for Genome Sciences & Systems Biology (Edison Család Genomtudományi és Rendszerbiológiai Központ) professzora, valamint első szerzőként Dong-Oh Seo neurológia instruktor, társszerzőként pedig Sangram S. Sisodia, a Chicagói Egyetem neurobiológia tanára szerepelt.

Azok a génmódosított egerek, akiket születésüktől fogva steril körülmények között nevelték fel, vagyis bél-mikrobiótájuk hiányzott, 40 hetes korukban sokkal kisebb fokú agykárosodást mutattak, mint azok a társaik, akik normális bél-mikrobiótával rendelkeztek.

Forrás: AFP / BSIP / Fernando Da Cunha

Ha ugyanezeket az egereket közönséges, nem-steril körülmények között nevelik, ép mikrobiomjuk fejlődik. Azonban ha kéthetes korukban antibiotikum-kúrában részesítették őket, a mikrobiomjuk baktériumösszetétele végérvényesen megváltozott. A hím egerek esetében ez a kezelés elégséges volt ahhoz, hogy csökkentse a 40 hetes korban megfigyelhető agykárosodás mértékét. A megváltozott mikrobiom-profil védőhatása erősebben érvényesült az APOE3 génváltozatot hordozó hím egerekben, mint a magas kockázatú APOE4 változatot hordozókban, a kutatók vélekedése szerint azért, mert az APOE4 kártékony hatása részben kiolthatta az átalakított mikrobiom nyújtotta védelmet.

„Az agydaganatok és a normális agyfejlődés, illetve az ezekhez kapcsolódó egyéb témák tanulmányozásából már tudjuk, hogy a férfi és a női agyban egészen másképp válaszolnak az ingerekre az immunsejtek – fejtette ki Holtzman. – Így aztán nem olyan rettenetesen meglepő, hogy amikor manipuláltuk a mikrobiomot, nem szerint eltérő választ tapasztaltunk, bár azt nehéz megmondani, hogy ez a megfigyelés hogyan vonatkoztatható az Alzheimer-kórral és más hasonló betegségekkel élő férfiakra és nőkre."

A további kísérletek arra is fényt derítettek, melyik az a három rövid szénláncú zsírsav, amelyeket bizonyos bélbaktériumok az anyagcseréjük során előállítanak, s amelyek kapcsolatban állnak a neurodegenerációval. Mindhárom zsírsavra érvényes volt, hogy alig voltak jelen azokban az egerekben, amelyeknek antibiotikum-kezeléssel módosították a bél-mikrobiomját, és a kimutatható szintet sem érték el azokban, amelyek steril körülmények között, bél-mikrobióta nélkül nevelkedtek.

A jelek szerint ezek a rövid szénláncú zsírsavak a vérkeringésben aktiválnak bizonyos immunsejteket, amelyek valamiképp átadják az aktivációt az agyban lakó immunsejteknek, s ez utóbbiak ennek következtében károsítják az agyszövetet. Amikor középkorú bélbaktérium-mentes egereknek a táplálékkal adták ezeket a zsírsavakat, az agyi immunsejtjeik harckészebbé váltak, és az agyuk nagyobb fokú tau-fehérjével kapcsolatos károsodást mutatott.

Ez a tanulmány fontos bepillantást nyújt abba, miként befolyásolja a mikrobiom a tau általi idegsejtkárosítást, és olyan terápiás lehetőségeket vet fel, amelyek a bélmikrobák összetételének átalakításán keresztül hatással lehetnek a neurodegeneratív betegségek kialakulására és progressziójára" – nyilatkozta Linda McGavern, a kutatás támogatásának egy részét biztosító National Institute of Neurological Disorders and Stroke (Neurológiai Betegségek és Stroke Nemzeti Intézete) programigazgatója.

Az eredmények felvetik az idegsejtpusztulással járó betegségek megelőzésének és kezelésének újfajta megközelítését, melyben a bél-mikrobiomot antibiotikumok és probiotikumok útján, speciális étrenddel, illetve egyéb beavatkozásokkal módosítanák.

„Arra volnék a leginkább kíváncsi, hogy ha veszünk olyan egereket, amelyek genetikusan hajlamosak a neurodegeneratív betegség kialakulására, és a mikrobiomjukat csak épp azelőtt manipuláljuk, hogy az állatok az agykárosodás első jeleit mutatnák, vajon lelassíthatnánk vagy egyenesen megakadályozhatnánk-e az idegsejtpusztulást – tette fel a kérdést végül Holtzman. – Ez ugyanis megfelelne annak a helyzetnek, amikor egy késő középkorú, még ép kognitív képességekkel rendelkező, de már a károsodás jelentkezésének küszöbén álló embert kezdünk el kezelni. Ha azelőtt tudnánk e genetikailag érzékenyített felnőtt állatok kezelését elkezdeni, mielőtt az idegsejtpusztulás első tünetei mutatkoznak náluk, és így is eredményt érnénk el, akkor érdemes lenne a dolgot embereken is kipróbálnunk."