Научните изследвания от години показват, че чревният микробиом при хора с болестта на Алцхаймер се различава от този на здравите индивиди. Оставаше неясно дали тези различия са следствие от заболяването, допринасят за неговото развитие или просто го съпътстват.

Технологичното издание WIRED посочва, че ключът към разгадаването на връзката може да се крие не в самите чревни бактерии, а в молекулите, които те произвеждат и които циркулират в организма.

Екип от учени съобщава, че е идентифицирал такава молекула.

В ново проучване, публикувано в списание Nature Communications, изследователите идентифицират имидазол пропионат (ImP) – съединение, произвеждано от определени чревни бактерии, като потенциална връзка между микробиома и болестта на Алцхаймер.

Изследователската хипотеза се основава на процеси в стомашно-чревния тракт. Определени бактерии използват аминокиселината хистидин и чрез нейното метаболизиране произвеждат ImP. Част от тази молекула навлиза в кръвообращението и циркулира в организма.

Проблемът възниква на нивото на кръвно-мозъчната бариера. Експерименталните данни от новото проучване показват, че ImP може да отслаби тази бариера, която предпазва мозъка и регулира преминаването на вещества от кръвта. Нарушената бариера позволява на метаболита да проникне в мозъка, където изследователите установяват, че той взаимодейства директно с невроните.

Два ключови фактора за развитието на болестта на Алцхаймер са протеините амилоид бета и тау. При засегнат мозък амилоид бета се натрупва и образува плаки между невроните. Тау протеинът също участва в образуването на вредни структури в клетките. И двата процеса са тясно свързани с невроналната деградация и представляват основни биологични белези на заболяването.

Кръвен тест обещава по-ранна оценка на риска от Алцхаймер и деменция

Данните показват, че ImP може да засилва и двата процеса. Изследователите установяват, че молекулата насърчава натрупването на амилоидни плаки и увеличава модификацията на тау протеина чрез процес, наречен фосфорилиране.

За да оценят реалното протичане на тази биологична верига при хора, учените анализират нивата на ImP в кръвта на 1196 когнитивно здрави възрастни със средна възраст 61,2 години.

Резултатите показват, че участниците с по-високи нива на метаболита се представят по-слабо на когнитивните тестове. Те също имат по-високи нива на pTau-217 (модифицирана форма на тау протеина, използвана като биомаркер за Алцхаймер) и на NfL – протеин, който се освобождава в по-големи количества при увреждане на невроните. И двата показателя могат да бъдат измерени в кръвта и предоставят ранни сигнали за промени в мозъка преди появата на симптоми.

При сравнение между хората с най-високи и най-ниски нива на ImP във времето изследователите установяват, че първата група демонстрира значително по-бърз когнитивен спад.

Тези изводи се подкрепят и от експерименти с лабораторни мишки, генетично модифицирани да развиват характеристики на Алцхаймер. Продължителното прилагане на метаболита води до изразено влошаване на признаците на заболяването при животните.

„Революционните“ лекарства за Алцхаймер с „незначителен“ ефект, според анализ

Митът за „бактерията на Алцхаймер“

Въпреки значимите открития, учените подчертават, че не съществува една-единствена „бактерия на Алцхаймер“. Някои от бактериите, способни да произвеждат ImP, се срещат и при напълно здрави индивиди.

„Бактериите, произвеждащи ImP, присъстват при голяма част от хората, макар и да не са в голямо изобилие при повечето от тях“, отбелязва пред WIRED Федерико Рей, съавтор на проучването и професор по бактериология в Университета на Уисконсин. По негови думи, микробите не се нуждаят от голямо количество, за да окажат значително влияние върху своя гостоприемник.

Наличието на тези бактерии в червата не означава непременно, че човек ще натрупа високи количества от метаболита или че задължително ще развие болестта на Алцхаймер. Концентрацията на ImP в кръвта зависи от сложна комбинация от фактори, като възраст, пол, генетика и хранителен режим.

На пръв поглед логично решение изглежда създаването на лекарство, което да елиминира бактериите, произвеждащи тази молекула. Авторите обаче подчертават, че ситуацията е значително по-сложна. Тези бактерии произвеждат ImP чрез метаболизиране на хистидин – незаменима аминокиселина, необходима за организма и присъстваща в много храни, особено в богатите на протеини продукти.

Поради това изследователите виждат по-голям потенциал в таргетирането на самия метаболит ImP или на бактериалния механизъм, който го произвежда. Те сравняват тази концепция с лечението на високия холестерол. По аналогия със статините, които понижават „лошия“ холестерол и намаляват сърдечносъдовия риск, в бъдеще фармацевтичната индустрия може да разработи инхибитор, който да регулира концентрацията на ImP в кръвта и да открие нови възможности за превенция на болестта на Алцхаймер.