Bakterie X" ve střevním mikrobiomu může být příčinou zánětu
Napsal: 31 říj 2023 16:30
Bakteriální kmen převládající u pacientů s SP-RS také potvrzuje souvislost s progresí onemocnění
Lindsey Shapiro, PhD avatar
Určitý druh bakterií je zastoupen ve větší míře ve střevech lidí se sekundární progresivní roztroušenou sklerózou (SPRS) a může u těchto pacientů podporovat neurozánět a být motorem progrese postižení, zjistila studie.
Když byl tento kmen izolován od pacientů s SP-RS a podán myšímu modelu, vedl k výraznějšímu neurologickému postižení a zvýšenému počtu imunitních buněk, které se přímo podílejí na zánětu, jenž je příčinou roztroušené sklerózy (RS).
Výzkumníci předpokládají, že tento druh bakterií podporuje zánět prostřednictvím aktivity svých bičíků, vláskovitých výběžků, které bakteriím pomáhají pohybovat se, přilnout k cílovým buňkám a napadat je.
Vzhledem k probíhající patentové ochraně nemohli vědci zveřejnit název bakterie a nazvali ji "bakterie X".
"Selektivní eliminace patogenních bakterií, včetně této bakterie X, by mohla vést k inovativní léčbě pro pacienty s SPMS," Daiki Takewaki, MD, řekl v prezentaci "Identifikace patogenních střevních bakterií, které jsou základem progrese roztroušené sklerózy."
Takewaki z Národního centra neurologie a psychiatrie v Japonsku prezentoval tato zjištění na fóru Americas Committee for Treatment and Research in Multiple Sclerosis (ACTRIMS) 2023, které se konalo 23.-25. února v San Diegu.
Stále více důkazů spojuje střevní mikrobiom - miliardy bakterií, hub a virů žijících ve střevním traktu - s poruchami imunitního systému u RS. Abnormality v rovnováze těchto mikrobů jsou běžně pozorovány u pacientů s RS a změny střevních bakterií jsou spojeny s časnějším a závažnějším onemocněním u zvířecích modelů RS.
Jak se střevní mikrobiom liší u různých typů RS a zda mohou být některé bakterie zodpovědné za přechod od relabujícího k progresivnímu průběhu onemocnění, však stále není jasné.
Zda existuje "příčinný vztah mezi střevní dysbiózou a progresí RS ... [také] zůstává nepochopitelné," napsali vědci a dodali, že pokud by se takový vztah potvrdil, je třeba ještě identifikovat konkrétní "bakterie, které způsobují onemocnění".
Takewaki a jeho tým již dříve analyzovali vzorky stolice pacientů s relaps-remitentní RS (RRMS) a SPMS a zjistili, že s každým typem RS je spojen odlišný profil mikrobiomu.
Nyní se snažili identifikovat specifické střevní bakterie, které souvisejí s progresí RS, a pravděpodobné mechanismy, které neurozánět vyvolávají.
Na základě bakteriální DNA získané ve vzorcích stolice 62 pacientů s RRMS a 15 pacientů s SPMS vědci zjistili 12 bakteriálních druhů, které byly obohaceny zejména ve vzorcích SP-RS. Z nich hladiny bakterií X vykazovaly nejsilnější korelaci s mírou postižení pacientů, hodnocenou pomocí rozšířené škály stavu postižení (EDSS).
Genomické údaje z veřejných databází Mezinárodního konsorcia pro genetiku roztroušené sklerózy (IMSGC) potvrdily relativní nárůst bakterií X u lidí s progresivní RS, zejména u pacientů se skóre EDSS 3 až 5, což znamená střední až těžké postižení.
Toto pozorování "potvrzuje, že bakterie X je vysoce obohacena v progresivní fázi RS," uvedl Takewaki.
Při dalším zkoumání byly identifikovány dva různé kmeny nebo podtypy bakterie X. Zatímco hladina kmene A1 byla u zdravých lidí a pacientů s RRMS a SPMS podobná, kmen B1 byl ve srovnání s ostatními dvěma skupinami výrazně hojnější ve vzorcích s SPMS.
Výzkumníci poté pracovali s myšmi upravenými tak, aby postrádaly všechny mikroorganismy, tzv. myši bez zárodků. Tato zvířata jsou za normálních okolností odolná vůči neurologickému postižení, které provází experimentální autoimunitní encefalomyelitidu (EAE), běžný myší model RS.
Výrazný nárůst postižení byl pozorován u myší, kterým byl podáván kmen B1 od pacientů se SP-RS.
Když byl kmen B1 bakterie X - izolovaný od pacientů s SPMS - dodán myším bez zárodků, jejich postižení se výrazně zvýšilo. Podobný stupeň postižení nebyl pozorován, když byl těmto myším podán kmen bakterie A - izolovaný od pacientů s RRMS.
Bakterie pocházející z SP-RS také vedly k relativnímu nárůstu Th17 buněk, což je typ prozánětlivých imunitních buněk považovaných za hlavního původce zánětu u RS, v tlustém střevě a mozku. Kmen A rovněž vedl k významnému nárůstu těchto buněk, i když v menší míře.
Při zkoumání rozdílů mezi kmeny A1 a B1, které by mohly vysvětlit závažnější mechanismy onemocnění u bakterií odvozených od SP-RS, tým zjistil, že kmen B1 exprimuje více genů spojených s bičíky. Pod mikroskopem bylo pozorováno, že tyto bakterie mají struktury podobné bičíkům a přichycují se na buňky tlustého střeva.
"Po přenosu bakterií do myší bez zárodků jsme potvrdili, že bakterie X kmene B1 mohou kolonizovat tlusté střevo transplantovaných myší," uvedl Takewaki.
Pozoruhodné je, že určité typy bičíků u bakterií pravděpodobně aktivují receptory zvané toll-like receptor 5 (TLR5). To podněcuje uvolňování prozánětlivé molekuly interleukinu-6 (IL-6) z určitých imunitních buněk, které následně aktivují buňky Th17.
To by mohl být jeden ze způsobů, jak bakterie X podporuje zánět u SP-RS, poznamenali vědci a potvrdili to v experimentech. Konkrétně bakterie pocházející z SP-RS významně stimulovaly aktivitu TLR5 v buněčných kulturách a podporovaly sekreci IL-6 z imunitních buněk.
Tento nárůst hladiny IL-6 byl potlačen v přítomnosti molekuly, která blokuje toll-like receptor 5.
"Potvrdili jsme, že bakterie X má schopnost indukovat buňky Th17 ve střevě a následně zhoršovat neuronální zánět," uvedl Takewaki a dodal, že to "pravděpodobně souvisí s progresí onemocnění z RR-RS na SP-RS".
https://multiplesclerosisnewstoday.com/ ... lammation/
Lindsey Shapiro, PhD avatar
Určitý druh bakterií je zastoupen ve větší míře ve střevech lidí se sekundární progresivní roztroušenou sklerózou (SPRS) a může u těchto pacientů podporovat neurozánět a být motorem progrese postižení, zjistila studie.
Když byl tento kmen izolován od pacientů s SP-RS a podán myšímu modelu, vedl k výraznějšímu neurologickému postižení a zvýšenému počtu imunitních buněk, které se přímo podílejí na zánětu, jenž je příčinou roztroušené sklerózy (RS).
Výzkumníci předpokládají, že tento druh bakterií podporuje zánět prostřednictvím aktivity svých bičíků, vláskovitých výběžků, které bakteriím pomáhají pohybovat se, přilnout k cílovým buňkám a napadat je.
Vzhledem k probíhající patentové ochraně nemohli vědci zveřejnit název bakterie a nazvali ji "bakterie X".
"Selektivní eliminace patogenních bakterií, včetně této bakterie X, by mohla vést k inovativní léčbě pro pacienty s SPMS," Daiki Takewaki, MD, řekl v prezentaci "Identifikace patogenních střevních bakterií, které jsou základem progrese roztroušené sklerózy."
Takewaki z Národního centra neurologie a psychiatrie v Japonsku prezentoval tato zjištění na fóru Americas Committee for Treatment and Research in Multiple Sclerosis (ACTRIMS) 2023, které se konalo 23.-25. února v San Diegu.
Stále více důkazů spojuje střevní mikrobiom - miliardy bakterií, hub a virů žijících ve střevním traktu - s poruchami imunitního systému u RS. Abnormality v rovnováze těchto mikrobů jsou běžně pozorovány u pacientů s RS a změny střevních bakterií jsou spojeny s časnějším a závažnějším onemocněním u zvířecích modelů RS.
Jak se střevní mikrobiom liší u různých typů RS a zda mohou být některé bakterie zodpovědné za přechod od relabujícího k progresivnímu průběhu onemocnění, však stále není jasné.
Zda existuje "příčinný vztah mezi střevní dysbiózou a progresí RS ... [také] zůstává nepochopitelné," napsali vědci a dodali, že pokud by se takový vztah potvrdil, je třeba ještě identifikovat konkrétní "bakterie, které způsobují onemocnění".
Takewaki a jeho tým již dříve analyzovali vzorky stolice pacientů s relaps-remitentní RS (RRMS) a SPMS a zjistili, že s každým typem RS je spojen odlišný profil mikrobiomu.
Nyní se snažili identifikovat specifické střevní bakterie, které souvisejí s progresí RS, a pravděpodobné mechanismy, které neurozánět vyvolávají.
Na základě bakteriální DNA získané ve vzorcích stolice 62 pacientů s RRMS a 15 pacientů s SPMS vědci zjistili 12 bakteriálních druhů, které byly obohaceny zejména ve vzorcích SP-RS. Z nich hladiny bakterií X vykazovaly nejsilnější korelaci s mírou postižení pacientů, hodnocenou pomocí rozšířené škály stavu postižení (EDSS).
Genomické údaje z veřejných databází Mezinárodního konsorcia pro genetiku roztroušené sklerózy (IMSGC) potvrdily relativní nárůst bakterií X u lidí s progresivní RS, zejména u pacientů se skóre EDSS 3 až 5, což znamená střední až těžké postižení.
Toto pozorování "potvrzuje, že bakterie X je vysoce obohacena v progresivní fázi RS," uvedl Takewaki.
Při dalším zkoumání byly identifikovány dva různé kmeny nebo podtypy bakterie X. Zatímco hladina kmene A1 byla u zdravých lidí a pacientů s RRMS a SPMS podobná, kmen B1 byl ve srovnání s ostatními dvěma skupinami výrazně hojnější ve vzorcích s SPMS.
Výzkumníci poté pracovali s myšmi upravenými tak, aby postrádaly všechny mikroorganismy, tzv. myši bez zárodků. Tato zvířata jsou za normálních okolností odolná vůči neurologickému postižení, které provází experimentální autoimunitní encefalomyelitidu (EAE), běžný myší model RS.
Výrazný nárůst postižení byl pozorován u myší, kterým byl podáván kmen B1 od pacientů se SP-RS.
Když byl kmen B1 bakterie X - izolovaný od pacientů s SPMS - dodán myším bez zárodků, jejich postižení se výrazně zvýšilo. Podobný stupeň postižení nebyl pozorován, když byl těmto myším podán kmen bakterie A - izolovaný od pacientů s RRMS.
Bakterie pocházející z SP-RS také vedly k relativnímu nárůstu Th17 buněk, což je typ prozánětlivých imunitních buněk považovaných za hlavního původce zánětu u RS, v tlustém střevě a mozku. Kmen A rovněž vedl k významnému nárůstu těchto buněk, i když v menší míře.
Při zkoumání rozdílů mezi kmeny A1 a B1, které by mohly vysvětlit závažnější mechanismy onemocnění u bakterií odvozených od SP-RS, tým zjistil, že kmen B1 exprimuje více genů spojených s bičíky. Pod mikroskopem bylo pozorováno, že tyto bakterie mají struktury podobné bičíkům a přichycují se na buňky tlustého střeva.
"Po přenosu bakterií do myší bez zárodků jsme potvrdili, že bakterie X kmene B1 mohou kolonizovat tlusté střevo transplantovaných myší," uvedl Takewaki.
Pozoruhodné je, že určité typy bičíků u bakterií pravděpodobně aktivují receptory zvané toll-like receptor 5 (TLR5). To podněcuje uvolňování prozánětlivé molekuly interleukinu-6 (IL-6) z určitých imunitních buněk, které následně aktivují buňky Th17.
To by mohl být jeden ze způsobů, jak bakterie X podporuje zánět u SP-RS, poznamenali vědci a potvrdili to v experimentech. Konkrétně bakterie pocházející z SP-RS významně stimulovaly aktivitu TLR5 v buněčných kulturách a podporovaly sekreci IL-6 z imunitních buněk.
Tento nárůst hladiny IL-6 byl potlačen v přítomnosti molekuly, která blokuje toll-like receptor 5.
"Potvrdili jsme, že bakterie X má schopnost indukovat buňky Th17 ve střevě a následně zhoršovat neuronální zánět," uvedl Takewaki a dodal, že to "pravděpodobně souvisí s progresí onemocnění z RR-RS na SP-RS".
https://multiplesclerosisnewstoday.com/ ... lammation/