FORSKERE SPORER PARKINSONS REISE FRA TARM TIL HJERNE HOS MUS

Teorien om at Parkinsons sykdom kan starte i tarmen har fått ytterligere støtte i en nylig studie på mus. Forskere ba om at det dannes giftig protein i tarmen og spores hvert trinn av reisen til hjernen via vagusnerven.

En ny musemodell gir verdifull innsikt i hvordan Parkinsons påvirker hjernen.

Forskere ved Johns Hopkins University School of Medicine i Baltimore, MD, utførte sin undersøkelse i en ny musemodell av Parkinsons sykdom.

Den nye modellen replikerer en rekke tidlige og sene tegn og symptomer på Parkinsons sykdom, inkludert noen som ikke er bevegelsesrelaterte.

Teamet fant ut at de kunne få musene til å utvikle disse funksjonene ved å injisere tarmen med "preformede fibriller" av alfa-synuclein, proteinet som danner giftige klumper i hjernen til mennesker med Parkinsons sykdom.

Et papir som vises i tidsskriftet Neuron beskriver musemodellen og studieresultatene.

"Siden denne modellen starter i tarmen," sier medforfatter av studien, Ted M. Dawson, som er professor i nevrologi ved Johns Hopkins University School of Medicine, "man kan bruke den [til] å studere hele spekteret og tidsforløpet av patogenesen av Parkinsons sykdom. ”

Han forklarer at en slik modell kan gjøre det mulig for forskere å teste måter å stoppe Parkinsons på forskjellige stadier, fra før symptomene dukker opp til fullblåst sykdom.

Parkinsons, tarmen og alfa-synuklein

Parkinsons er en sykdom som gradvis ødelegger hjernevev. Det dreper hjerneceller som lager en kjemisk messenger kalt dopamin som hjelper med motorisk funksjon, eller bevegelseskontroll.

Et kjennetegn på Parkinsons sykdom er sammenklumping av dårlig foldede versjoner av alfa-synukleinprotein i de berørte områdene i hjernen. Patologer har observert disse klumpene i post mortem hjerneundersøkelser av personer med Parkinsons sykdom.

De viktigste motoriske symptomene på Parkinsons sykdom inkluderer bevegelse som er langsom, stivhet, stivhet, skjelving og balanseproblemer. Vanskeligheter med å svelge og snakke kan også forekomme.

Symptomer som ikke er relatert til motorisk funksjon kan også oppstå ved Parkinsons sykdom. Disse ikke-motoriske symptomene inkluderer smerte, tretthet, humørsykdommer, overdreven svetting, å miste luktesansen, problemer med planlegging og oppmerksomhet, forstoppelse og søvnforstyrrelser.

Foreløpig er det ingen kur mot Parkinsons sykdom, og behandlingene som eksisterer er begrenset i deres evne til å bremse sykdommens fremgang og lindre de mer avanserte symptomene.

Forskere har "lenge erkjent" at noen ikke-motoriske symptomer, som de som påvirker luktesansen og tarmen, kan dukke opp før motorstadiet i Parkinsons sykdom.

I tillegg har de også slått fast at tarmen og hjernen er i konstant kommunikasjon med hverandre, mest gjennom vagusnerven.

Braaks vagusnerveteori om Parkinsons

I 2003 foreslo den tyske hjerneforskeren Heiko Braak at den toksiske reisen til alfa-synuclein starter i tarmen og sprer seg via vagusnerven til hjernen, der den ødelegger dopaminceller.

Siden den gang har en rekke studier funnet bevis som støtter Braaks teori, men fram til det siste arbeidet hadde det ikke vært noen overbevisende dyremodeller.

I den nye studien konstruerte Dawson og kollegaer en musemodell for å demonstrere Braaks teori.

Muskelen i tarmen er rik på forbindelser til vagusnerven. Så injiserte teamet forhåndsformede fibriller av alfa-synuclein på steder i tarmmusklene til musene som var rike på vagusnerveforbindelser.

Forskerne bemerker at suksessen med eksperimenter ikke bare var avhengig av å få injeksjonsstedet akkurat, men også om å få riktig størrelse og mengde fibriller.

"Da de første eksperimentene begynte å virke, ble vi helt overrasket," sier Dawson og la til at "Nå er det ganske rutinemessig for vårt forskerteam."

Scene for trinnsporing av alfa-synuclein

Teamet observerte at det tok omtrent 1 måned før det giftige proteinet spredte seg fra injeksjonsstedet til hjernestammen startet.

Ytterligere to måneder senere hadde det giftige proteinet nådd ikke bare inn i den delen av hjernen som bukker under for Parkinsons sykdom - substantia nigra pars compacta - men også i andre regioner, som amygdala, hypothalamus og prefrontal cortex.

Innen 7 måneder etter tarminjeksjonene hadde sykdomsfremkallende alfa-synuclein nådd enda lenger og hadde også trengt gjennom hippocampus, striatum og olfaktorisk pære.

Teamet så hvordan det i løpet av disse månedene også var et betydelig tap av dopaminceller i substantia nigra pars compacta og striatum.

Etter tarminjeksjonene av de preformede alfa-synuclein fibriller, utviklet musene også klassiske motoriske symptomer på Parkinsons sykdom. De utviklet også ikke-motoriske symptomer, inkludert depresjon, tap av luktesans og problemer med hukommelse og læring.

Forskerne utførte også den samme prosedyren hos mus med avskårne vagus nervefibre. Ingen av disse musene viste tegn og symptomer på Parkinsons sykdom som ble vist av de med intakte vagusnerver, slik som død av nerveceller og problemer med motorisk og ikke-motorisk funksjon.

Støtte for Braaks teori

Forskerne konkluderer med at funnene støtter Braaks hypotese om utvikling av Parkinsons sykdom.

Selv om resultatene av musestudier ikke nødvendigvis betyr at det samme gjelder mennesker, peker teamet på bevis som antyder at de i dette tilfellet kan være det.

Menneskelige studier av sårbehandlinger der kirurger fjerner en del av vagusnerven antyder at det kan redusere risikoen for å utvikle Parkinsons sykdom.

Dawson trekker frem tre implikasjoner av studien. Den første er at han forventer at den vil "galvanisere fremtidige studier som utforsker tarm-hjerneforbindelsen."

Den andre implikasjonen av studien som Dawson forutsier, er at den kan føre til videre forskning på faktorene - for eksempel infeksjoner og bestemte molekyler - som kan utløse giftige former for alfa-synuclein for å forplante seg.

Og den tredje implikasjonen er at en ny måte å behandle Parkinsons sykdom kan ligge i å forhindre patologisk, eller sykdomsfremkallende, former for alfa-synuklein fra å spre seg fra tarmen til hjernen.