Hvordan en tarminfeksjon kan utløse Parkinsons
I løpet av de siste årene har forskere blitt stadig mer interessert i sammenhengen mellom immunforsvaret og Parkinsons sykdom. Ved hjelp av en musemodell utforsket forskere nylig den potensielle rollen til en bakteriell tarminfeksjon.
Parkinsons sykdom utvikler seg på grunn av langsom uttømming av dopaminproduserende nevroner i en del av hjernen som kalles substantia nigra.
Denne regionen av hjernen spiller en viktig rolle i bevegelse, så symptomene inkluderer risting, skjelving og stivhet.
Den primære risikofaktoren for Parkinsons alder er, og ettersom befolkningen i USA sakte eldes, øker antallet tilfeller jevnt og trutt.
Noen mener at vi nærmer oss en Parkinsons pandemi; globalt, mellom 1990–2015, har antall Parkinsons tilfeller doblet seg til mer enn 6 millioner.
Noen spår at antallet vil dobles igjen til 12 millioner innen 2040.
Selv om forskere har studert sykdommen i flere tiår, har de fortsatt mange spørsmål om hvordan og hvorfor hjerneceller blir ødelagt.
Parkinsons og immunforsvaret
Mer nylig har koblinger mellom immunforsvaret og Parkinson kommet frem. Bevis øker sakte at Parkinsons kan ha en autoimmun komponent.
Autoimmune sykdommer er tilstander der individets immunsystem forvirrer kroppens celler for patogener og ødelegger dem.
En nylig studie, publisert i Natur, tester denne teorien videre; forskerne kommer fra Université de Montréal, Montreal Neurological Institute og McGill University, alle i Canada.
Rundt 10 prosent av Parkinsons tilfeller skyldes mutasjoner i gener som koder for proteinene PINK1 og Parkin, som spiller en rolle i å fjerne skadet mitokondrier.
Personer som bærer disse mutasjonene, har større sannsynlighet for å utvikle Parkinsons i en tidligere alder - før fylte 50 år.
Men når forskere slår disse genene ut av mus, utvikler ikke musene Parkinsons sykdom eller lignende symptomer. Hvorfor disse knock-out musene er immun mot Parkinsons har forskere forskrevet.
Ifølge forfatterne betyr det at det sannsynligvis vil være nødvendig med andre faktorer enn tap av funksjon av disse proteinene for å utløse Parkinsons. De satte seg for å identifisere disse andre faktorene.
Bli med prikkene
Forfatterne ønsket å finne ytterligere bevis for at det er en sammenheng mellom PINK1 og Parkin-proteiner, mitokondrier, immunforsvaret og Parkinsons.
De mener at knock-out mus ikke utvikler Parkinsons på grunn av hvordan forskerne har oppdrettet dem. Musene som ble brukt i disse studiene er vanligvis bakteriefrie, noe som betyr at de aldri har møtt bakterier.
Så for å teste denne hypotesen smittet de unge mus som manglet PINK1 og Parkin med Escherichia coli. Dette forårsaket milde tarmsymptomer hos musene.
Som forventet utløste den tidlige infeksjonen forekomsten av Parkinsons-lignende motoriske symptomer etter hvert som de ble eldre. Forskerne identifiserte også tap av dopaminerge nevroner i hjernen.
Da forskerne ga musene L-DOPA - et legemiddel som brukes til å behandle symptomene på Parkinsons - forbedret symptomene deres, og antydet at tilstanden har likheter med den menneskelige tilstanden.
Hos mus med normale versjoner av PINK1 og Parkin håndterer immunforsvaret patogener på riktig måte. Forfatterne mener imidlertid at tarminfeksjonen utløser en unormal immunrespons som overgår og angriper sunne celler hos dyr uten Parkinsons-relaterte gener.
En kompleks historie
De nye funnene bygger på tidligere arbeid fra samme gruppe forskere som viste et forhold mellom gener, mitokondrier og immunforsvaret.
I den forrige studien viste de at PINK1 og Parkin undertrykker en mitokondriabasert vei som fremmer en immunrespons mot betennelse. De konkluderer med at immunforsvaret kan få lov til å smitte over og fortsette uforminsket hos personer uten fungerende kopier av PINK1 og Parkin.
I sin siste studie identifiserte forskerne T-lymfocytter som reagerte på vertsvev i hjernen til musene. Da de testet disse cellene i en kulturskål, angrep cellene sunne nevroner. Forfatterne uttaler at:
"Disse dataene [...] gir en patofysiologisk modell der tarminfeksjon fungerer som en utløsende hendelse i Parkinsons sykdom, som fremhever relevansen av tarm-hjerneaksen i sykdommen."
I den klassiske modellen av Parkinsons sykdom dør dopaminerge nevroner fordi giftige proteiner bygger seg opp i cellene. Denne studien antyder imidlertid at en overivrig immunrespons som kan ha blitt utløst år tidligere ødelegger cellene.
Denne studien konkluderer ikke med at alle tilfeller av Parkinsons sykdom er autoimmune, men resultatene innebærer at det er en rolle for immunforsvaret.
Selvfølgelig ble dette arbeidet utført i en musemodell, så det er ingen garanti for at funnene vil være relatert til mennesker. Dessuten har ikke alle mennesker med Parkinsons sykdom mutasjoner i genene som koder for PINK1 og Parkin, så det er ikke klart om lignende mekanismer er involvert i alle tilfeller.
Det vil ta en stund før Parkinsons gir opp alle hemmelighetene, men det ser ut til at historien vil innebære et samspill mellom immunforsvaret, genetikk, mitokondrier og hjernen.
