NEWS Morbo Parkinson. Gli scienziati per la prima volta scoprono un collegamento funzionale con i batteri nell’intestino




 

PARKINSON

di Cinzia Marchegiani

California (USA) – La scoperta di terapie sicure ed efficaci sono necessarie per affrontare il crescente onere del Morbo di Parkinson in una popolazione dove aumenta l’invecchiamento, una conseguenza paradossale di conquiste dell’umanità in una maggiore durata della vita.

Ma soprattutto terapie efficaci e innovative.

Purtroppo il Morbo di Parkinson è un disturbo multifattoriale che ha una forte componente ambientale, meno del 10% dei casi sono ereditari (Nalls et al. 2014). I modulatori della dopamina sono una terapia di prima linea nel PD; tuttavia, i trattamenti possono portare gravi effetti collaterali e spesso perdere efficacia (Jenner 2008). 

Il morbo di Parkinson è la seconda malattia neurodegenerativa più comune negli Stati Uniti, colpisce circa 1 milione di persone e l’1% della popolazione degli Stati Uniti più di 60 anni di età (Nalls et al. 2014). In tutto il mondo, circa 3 milioni di pazienti e operatori sanitari soffrono le spesso debilitanti sintomi del morbo di Parkinson, che comportano deficit motori, tra cui tremori, rigidità muscolare, bradicinesia, e della deambulazione.

STUDIO APPENA PUBBLICATO SULLA RIVISTA CELL, SCOPERTO PER LA PRIMA VOLTA IL COLLEGAMENTO TRA IL MICROBIOMA E IL MORBO DI PARKINSON

PARKINSON CALTECHGli scienziati di Caltech (California Institute of Technology) hanno scoperto per la prima volta un collegamento funzionale tra batteri nell’intestino e morbo di Parkinson (PD). I ricercatori dimostrano che i cambiamenti nella composizione batterica delle popolazioni dell’intestino, eventualmente, contribuisce attivamente e può anche causare il deterioramento delle capacità motorie che è il segno distintivo di questa malattia.

Il lavoro, che ha profonde implicazioni per il trattamento di PD è stata effettuata nel laboratorio di Sarkis Mazmanian, Luis B. e Nelly Soux professore di Microbiologia e Patrimonio Medical Research Institute Investigator, e appare nel numero di dicembre 1 della rivista scientifica CELL.

Le Caratteristiche dei Morbo di Parkinson PD includono sintomi come tremori e difficoltà a camminare, l’aggregazione di una proteina chiamata alfa-sinucleina (αSyn) all’interno delle cellule nel cervello e intestino, e la presenza di molecole infiammatorie chiamate citochine all’interno del cervello. Inoltre, il 75 per cento delle persone con malattia di Parkinson hanno anomalie gastrointestinali (GI), in primo luogo la costipazione.

“L’intestino è una sede permanente di una comunità di batteri benefici e, a volte dannosi, noto come il microbiome, che è importante per lo sviluppo e la funzione del sistema immunitario e nervoso”, dice Sarkis Mazmanian. “Sorprendentemente, il 70 percento di tutti i neuroni nel sistema che nervoso periferico è, non il cervello o al midollo spinale, sono nell’intestino, e il sistema nervoso dell’intestino è direttamente collegato al sistema nervoso centrale attraverso il nervo vago. Poiché i problemi gastrointestinali spesso precedono i sintomi motori da molti anni, e perché la maggior parte dei casi di Parkinson sono causate da fattori ambientali, abbiamo ipotizzato che i batteri nell’intestino possono contribuire alla malattia di Parkinson”.

STUDIO. Per verificare ciò, i ricercatori hanno utilizzato topi “overproduce αSyn” e ne visualizzavano sintomi del Parkinson. Un gruppo di topi avevano un consorzio complesso di batteri intestinali; gli altri, chiamati topi privi di germi, sono stati allevati in un ambiente completamente sterile al Caltech, e quindi mancavano di batteri intestinali. I ricercatori avevano entrambi i gruppi di topi ed hanno saggiato le diverse attività per misurare le loro abilità motorie, come la corsa su tapis roulant, attraversando un fascio, e scendendo da un palo. I topi senza germi eseguivano gli esercizi significativamente migliore rispetto i topi con un microbiome completo.




“Questo è stato il momento ‘eureka’”, spiega Timothy Sampson, uno studioso di postdottorato in biologia e ingegneria biologica e primo autore sulla carta.I topi erano geneticamente identici; entrambi i gruppi stavano producendo troppo αSyn. L’unica differenza era la presenza o l’assenza di flora intestinale. Una volta rimosso il microbioma, i topi hanno normali capacità motorie anche con la sovrapproduzione di αSyn...”

“Tutti e tre i tratti caratteristici del Parkinson erano spariti nei modelli privo di germi”, dice Sampson. “Ora siamo abbastanza sicuri che i batteri intestinali regolano, e sono anche necessari per, i sintomi del PD. Così, abbiamo voluto sapere come ciò avvenga.”

Quando i batteri intestinali spezzano la fibra alimentare producono molecole chiamate acidi grassi a catena corta (SCFA), come l’acetato e butirrato. Precedenti ricerche hanno dimostrato che queste molecole possono anche attivare la risposta immunitaria nel cervello.

Così, il gruppo di Mazmanian ha ipotizzato che uno squilibrio nei livelli di SCFAs regola l’infiammazione del cervello e altri sintomi di PD. Tali processi infiammatori possono causare il malfunzionamento di neuroni  o addirittura morire. In realtà, i topi SCFAs privo di germi alimentati ora hanno mostrato disabilità motorie e aggregazione αSyn nelle regioni del cervello legata al PD.

Studi su malati di Parlinson. In una serie finale di esperimenti, Mazmanian e il suo gruppo hanno collaborato con Ali Keshavarzian, un gastroenterologo presso il Rush University di Chicago, per ottenere campioni di feci di pazienti con malattia di Parkinson e altri da persone sane. I campioni del microbioma umani sono state trapiantate in topi privi di germi, che poi notevolmente cominciò a mostrare sintomi di PD. Questi topi hanno mostrato livelli più elevati di SCFAs nelle loro feci. Campioni di feci trapiantati da individui sani, al contrario, non si innescano i sintomi PD, a differenza di topi ospitano batteri intestinali di pazienti PD.

Questo ciclo è davvero chiuso per noi“, dice Mazmanian.

I dati suggeriscono che le modifiche al microbioma intestinale inducono probabilmente più di una semplice conseguenza del PD. Si tratta di una scoperta provocatoria che deve essere ulteriormente studiata, ma il fatto che è possibile trapiantare il microbiome da uomo a topi e sintomi di trasferimento suggerisce che i batteri sono una delle principali cause di malattia “.

I risultati hanno importanti implicazioni per il trattamento del morbo di Parkinson, i ricercatori dicono.

L’ECCEZIONALITÀ DI QUESTA SCOPERTA

PARKINSONPer molte malattie neurologiche, l’approccio terapeutico convenzionale è quello di ottenere un farmaco che colpisca il cervello. Tuttavia, se il Morbo di Parkinson infatti non è causata solo da cambiamenti nel cervello, ma piuttosto dai cambiamenti del microbioma, allora si può utilizzare un farmaco che sia attivo nell’intestino per aiutare i pazienti, e che è molto più facile da fare “, dice Mazmanian. Tali farmaci potrebbero essere progettati per modulare i livelli di SCFA, consegnare i probiotici benefici, o rimuovere gli organismi nocivi.

“Questo nuovo concetto può portare a terapie più sicure con minori effetti collaterali rispetto ai trattamenti in corso”.

Fonte Gut Microbiota Regulate Motor Deficits and Neuroinflammation in a Model of Parkinson’s Disease.

Altri coautori Caltech includono Taren Thron, Gnotobiotic Facility Manager e tecnico di ricerca per il laboratorio Mazmanian; laurea Gauri G. Shastri; postdottorato studioso Collin Challis;studente laureato Catherine E. Schretter; e Viviana Gradinaru, assistente professore di biologia e ingegneria biologica e Patrimonio Medical Research Institute Investigator. Il lavoro è stato finanziato dal Larry L. Hillblom Fondazione, il Knut e Alice Wallenberg Foundation, il Consiglio svedese della ricerca, il signor e la signora Larry Field, il Medical Research Institute patrimonio, e il National Institutes of Health.


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