Как кишечная инфекция может вызвать болезнь Паркинсона
В последние годы исследователи все больше интересуются связью между иммунной системой и болезнью Паркинсона. Используя модель мышей, ученые недавно исследовали потенциальную роль бактериальной кишечной инфекции.
Болезнь Паркинсона развивается из-за медленного истощения нейронов, продуцирующих дофамин, в части мозга, называемой черной субстанцией.
Эта область мозга играет важную роль в движении, поэтому симптомы включают дрожь, тремор и ригидность.
Основным фактором риска болезни Паркинсона является возраст, и, поскольку население США медленно стареет, число случаев неуклонно растет.
Некоторые считают, что мы приближаемся к пандемии Паркинсона; во всем мире в период с 1990 по 2015 год число случаев болезни Паркинсона удвоилось и превысило 6 миллионов.
Некоторые предсказывают, что к 2040 году их число снова удвоится и достигнет 12 миллионов.
Хотя исследователи изучали болезнь десятилетиями, у них все еще остается много вопросов о том, как и почему разрушаются клетки мозга.
Болезнь Паркинсона и иммунная система
В последнее время на первый план вышли связи между иммунной системой и болезнью Паркинсона. Постепенно появляются доказательства того, что болезнь Паркинсона может иметь аутоиммунный компонент.
Аутоиммунные заболевания - это состояния, при которых иммунная система человека путает клетки организма с патогенами и уничтожает их.
Недавнее исследование, опубликованное в Природа, проверяет эту теорию дальше; исследователи происходят из Университета Монреаля, Монреальского неврологического института и Университета Макгилла в Канаде.
Около 10 процентов случаев болезни Паркинсона вызваны мутациями в генах, кодирующих белки PINK1 и Parkin, которые играют роль в очищении поврежденных митохондрий.
Люди, несущие эти мутации, с большей вероятностью заболеют болезнью Паркинсона в более раннем возрасте - до 50 лет.
Однако, когда ученые выбивают эти гены из мышей, у мышей не развивается болезнь Паркинсона или какие-либо подобные симптомы. Почему эти нокаутные мыши невосприимчивы к болезни Паркинсона, исследователи задали вопрос.
По словам авторов, это означает, что «для запуска болезни Паркинсона, вероятно, потребуются другие факторы, помимо потери функции этих белков». Они намеревались определить эти другие факторы.
Присоединяясь к точкам
Авторы хотели найти дополнительные доказательства того, что существует связь между PINK1 и белками Паркина, митохондриями, иммунной системой и болезнью Паркинсона.
Они считают, что у мышей с нокаутом болезнь Паркинсона не развивается из-за того, как исследователи вырастили их. Мыши, использованные в этих исследованиях, обычно свободны от микробов, что означает, что они никогда не сталкивались с бактериями.
Итак, чтобы проверить эту гипотезу, они заразили молодых мышей, у которых отсутствовали PINK1 и Parkin, кишечная палочка. Это вызвало у мышей легкие кишечные симптомы.
Как и ожидалось, ранняя инфекция спровоцировала появление моторных симптомов, подобных болезни Паркинсона, по мере того, как они становились старше. Ученые также определили потерю дофаминергических нейронов в их мозгу.
Когда ученые дали мышам L-DOPA - лекарство, используемое для лечения симптомов болезни Паркинсона - их симптомы улучшились, сделав вывод, что это состояние имеет сходство с состоянием человека.
У мышей с нормальными версиями PINK1 и Parkin иммунная система соответствующим образом справляется с патогенами. Однако авторы считают, что у животных без генов, связанных с болезнью Паркинсона, кишечная инфекция вызывает аномальный иммунный ответ, который захватывает и атакует здоровые клетки.
Сложная сказка
Новые результаты основаны на более ранней работе той же группы исследователей, которая показала взаимосвязь между генами, митохондриями и иммунной системой.
В предыдущем исследовании они показали, что PINK1 и паркин подавляют митохондриальный путь, который способствует иммунному ответу на воспаление. Они пришли к выводу, что у людей без функционирующих копий PINK1 и Parkin, иммунному ответу может быть позволено распространиться и продолжаться в неизменном виде.
В своем последнем исследовании ученые определили Т-лимфоциты, которые реагируют на ткани хозяина в мозге мышей. Когда они протестировали эти клетки в культуральной чашке, клетки атаковали здоровые нейроны. Авторы заявляют, что:
«Эти данные […] представляют собой патофизиологическую модель, в которой кишечная инфекция действует как пусковое событие в развитии болезни Паркинсона, что подчеркивает важность оси кишечник-мозг в заболевании».
В классической модели болезни Паркинсона дофаминергические нейроны умирают, потому что токсичные белки накапливаются внутри клеток. Однако это исследование предполагает, что чрезмерный иммунный ответ, который мог возникнуть несколько лет назад, разрушает клетки.
Это исследование не делает вывод о том, что все случаи болезни Паркинсона являются аутоиммунными, но результаты предполагают, что иммунная система играет определенную роль.
Конечно, эта работа проводилась на мышиной модели, поэтому нет гарантии, что результаты будут иметь отношение к людям. Кроме того, не у всех людей с болезнью Паркинсона есть мутации в генах, кодирующих PINK1 и Parkin, поэтому неясно, во всех ли случаях задействованы аналогичные механизмы.
Пройдет некоторое время, прежде чем болезнь Паркинсона раскроет все свои секреты, но похоже, что история будет включать взаимодействие между иммунной системой, генетикой, митохондриями и мозгом.
