Бактеріальна речовина руйнує нейрони, що виробляють дофамін
Причина хвороби Паркінсона може ховатися у світі мікробів. Вчені знайшли речовину бактеріального походження, яка вибірково знищує саме ті нейрони, що гинуть при цій хворобі.
Роботу виконали команди Томаса Беттхера з Віденського університету і Марселя Лайста з Констанцького університету разом із Медичним коледжем Альберта Ейнштейна. Результати опублікував журнал Environment International.
При хворобі Паркінсона нервові клітини поступово руйнуються, бо в них накопичуються і злипаються певні білки. Найсильніше страждають нейрони, які виробляють дофамін, і саме їхня загибель дає тремтіння, скутість і сповільнення рухів.
Генетичні причини пояснюють лише меншу частину випадків. У переважної більшості людей хвороба виникає без чіткого спадкового походження, і вчені давно підозрюють чинники середовища.
Серед підозрюваних - пестициди, промислові хімікати і віруси. Окремий напрям досліджень - мікробіом: склад кишкових мікробів у пацієнтів із хворобою Паркінсона помітно відрізняється від складу у здорових людей.
Останні роки окрему увагу привертає вісь кишечник - мозок. Дослідження показують, що мікробіом людини здатний впливати на нейродегенеративні хвороби, а не лише на травлення і імунітет.
Що саме знайшли вчені
Команда зосередилася на бактерії Streptomyces venezuelae, яка живе у ґрунті. Раніші дані натякали, що її продукти обміну можуть вибірково шкодити дофаміновим нейронам.
Дослідники виділили підозрілу речовину з екстрактів бактерії і визначили її будову за допомогою мас-спектрометрії та ядерного магнітного резонансу. Речовина називається аеругін.
Для чистоти експерименту ту саму речовину додатково синтезували хімічно в лабораторії. Далі і природний, і синтетичний аеругін додавали до людських клітин різних типів.
Результат був однозначним: аеругін руйнував саме нейрони, які виробляють дофамін. Інші нервові клітини страждали значно менше, а звичайні ненейронні клітини людини він практично не чіпав.
Важлива деталь: токсичним аеругін виявився лише у поєднанні із залізом. Коли вчені додавали антиоксиданти або речовини, що зв'язують залізо, загибель нейронів вдавалося зупинити.
Черв'яки підтвердили небезпеку
Лабораторних клітин команді було мало, і речовину випробували на живому організмі. Моделью стали нематоди Caenorhabditis elegans, на яких часто вивчають нервову систему.
Після контакту з аеругіном у черв'яків з'явилися труднощі з рухом. Дослідження забарвлених нейронів показало, що токсин цілеспрямовано вражає саме клітини, які виробляють дофамін.
Картина ураження нагадувала ту, що спостерігають у людей із хворобою Паркінсона. Тобто речовина шкодила не в пробірці взагалі, а за тим самим сценарієм, що і хвороба.
Дослідники наголошують на ще одному моменті. Гени, за допомогою яких бактерія виробляє аеругін, трапляються і в мікробіомі людини, і в деяких хвороботворних мікробів, тож подібні речовини теоретично можуть утворюватися і всередині нашого організму.
Що це означає для лікування
Самі автори називають результат відчутним зв'язком між конкретною бактеріальною речовиною і симптомами, схожими на хворобу Паркінсона. За їхніми словами, це крок до розуміння того, як середовище, аж до мікробів довкола і всередині нас, впливає на початок і перебіг таких хвороб.
Автори обережні у висновках: робота не доводить, що аеругін викликає хворобу Паркінсона у людей. Вона показує конкретний механізм, яким мікробна речовина здатна вбивати найбільш вразливі нейрони.
Питань поки більше, ніж відповідей. Вчені хочуть знати, чи впливають інші мікробні речовини на нейродегенеративні хвороби, як саме вони взаємодіють із нейронами і чи можна ці знання перетворити на лікування або профілактику.
Проте такий механізм відкриває нові напрями пошуку. Якщо схожі речовини справді утворюються в кишечнику людини, їх можна буде шукати як ранній маркер ризику хвороби.
Окремий напрям - захист нейронів. Раз шкода від аеругіну залежить від заліза і окисних процесів, антиоксидантні і залізозв'язувальні підходи стають кандидатами на майбутні ліки.
Тепер команда хоче порівняти шляхи синтезу аеругіну з мікробіомом людини і з'ясувати, чи є там речовини з подібною дією. Від відповіді залежить, чи стане це відкриття основою профілактики.
Для пацієнтів головне поки незмінне: нові симптоми з боку рухів - тремтіння у спокої, скутість, дрібний почерк - привід іти до невролога, а не чекати. А наука тим часом отримала конкретну нитку, яка веде від мікробів до однієї з найзагадковіших хвороб мозку.