Kan een probioticum Parkinson voorkomen of omkeren?
Een nieuwe studie met een rondwormmodel van de ziekte van Parkinson wees uit dat een probiotische bacterie de opbouw van toxische eiwitten kan voorkomen en in sommige gevallen kan omkeren.
Verkeerd gevouwen alfa-synucleïne-eiwitten in de hersenen zijn het kenmerkende teken van de ziekte van Parkinson.
Veel experts zijn van mening dat deze giftige eiwitklonters leiden tot het progressieve verlies van hersencellen die de beweging beheersen.
Maar de wetenschap is niet eenduidig, en de onderliggende mechanismen die Parkinson veroorzaken, blijven ongrijpbaar.
Zonder een effectieve manier om Parkinson te voorkomen of te genezen, richt de behandeling zich primair op het verlichten van symptomen.
Een recente onderzoekslijn heeft gekeken naar een mogelijke link met het darmmicrobioom, de triljoenen microbiële soorten die onze darmen bevolken.
Zou het veranderen van iemands darmmicrobioom een manier kunnen zijn om hun risico op het ontwikkelen van Parkinson te wijzigen of zelfs als een effectieve behandeling kunnen dienen?
Een groep wetenschappers van de universiteiten van Edinburgh en Dundee, beide in het Verenigd Koninkrijk, ging op onderzoek uit.
Maria Doitsidou, een fellow aan het Centre for Discovery Brain Sciences van de University of Edinburgh, is de senior studie auteur, en de onderzoekskenmerken van het team in het tijdschrift Celrapporten.
Probiotica ‘remt en keert’ aggregatie
Voor hun studie gebruikten Doitsidou en haar collega's een nematodenwormmodel dat wetenschappers genetisch hadden gemanipuleerd om een menselijke versie van het alfa-synucleïne-eiwit tot expressie te brengen.
Deze wormen ontwikkelen normaal gesproken aggregaten of klonten van alfa-synucleïne op dag 1 van hun volwassenheid, dat is 72 uur nadat ze uitkomen.
Echter, toen de onderzoekers wormen voerden een dieet met daarin een probiotische bacteriestam genaamd Bacillus subtilis PXN21, observeerden ze "een bijna volledige afwezigheid van aggregaten", zoals ze in hun paper stellen. De wormen produceerden nog steeds het alfa-synucleïne-eiwit, maar het aggregeerde niet op dezelfde manier.
Bij wormen die al eiwitaggregaten hadden ontwikkeld, schakelen hun dieet over op B. subtilis verwijderde de aggregaten uit de aangetaste cellen.
Het team volgde vervolgens een reeks wormen gedurende hun hele levensduur en vergeleek een B. subtilis dieet met een conventioneel laboratoriumdieet.
“Het maximale aantal aggregaten bereikt bij dieren die zijn gevoerd met B. subtilis was veel lager dan die waargenomen bij het [standaard] dieet, wat aangeeft dat B. subtilis vertraagt niet simpelweg de vorming van aggregaten ”, leggen de auteurs uit in de paper.
“B. subtilis PXN21 remt en keert [alfa-synucleïne] -aggregatie in een [rondworm] -model om ”, merken ze op.
Is dit effect specifiek voor B. subtilis Maar PXN21? Om deze vraag te beantwoorden, vergeleek het team een aantal verschillende stammen van de bacterie en ontdekte dat ze vergelijkbare effecten hadden.
Verschillende trajecten werken samen
Om erachter te komen hoe B. subtilis is in staat om alfa-synucleïne-aggregaten te voorkomen en te verwijderen, gebruikte het team RNA-sequentieanalyse om de genexpressie van dieren die een standaarddieet kregen te vergelijken met die van diegenen die het probioticum kregen.
Deze analyse bracht veranderingen in het metabolisme van sfingolipiden aan het licht. Sfingolipiden zijn een soort vetmolecuul en ze zijn belangrijke componenten van de structuur van onze celmembranen.
"Eerdere studies suggereren dat een onbalans van lipiden, waaronder ceramiden en sfingolipiden-tussenproducten, kan bijdragen aan de pathologie van [de ziekte van Parkinson]", aldus de auteurs in de paper.
Toch waren veranderingen in het metabolisme van sfingolipiden niet de enige routes die de onderzoekers identificeerden.
Dat zagen ze ook B. subtilis was in staat om oudere dieren te beschermen tegen alfa-synucleïne-aggregatie door zowel de vorming van complexe structuren die biofilms worden genoemd als de productie van stikstofmonoxide. Bovendien zag het team veranderingen in de voedingsbeperkingen en de insuline-achtige signaalroutes.
Belangrijk is dat toen het team dieren die eerst een standaardvoer hadden gekregen, overstapte naar een B. subtilis dieet, hun motorische vaardigheden verbeterd.
"De resultaten bieden de mogelijkheid om te onderzoeken hoe het veranderen van de bacteriën waaruit ons darmmicrobioom bestaat, de ziekte van Parkinson beïnvloedt. De volgende stappen zijn om deze resultaten bij muizen te bevestigen, gevolgd door versnelde klinische onderzoeken, aangezien het probioticum dat we hebben getest al in de handel verkrijgbaar is. "
Maria Doitsidou
