Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 46: микробиом и причина инсультов

3 января 2020

Бактерии кишечного микробиома влияют на формирование в головном мозге кавернозных мальформаций — скоплений расширенных кровеносных сосудов с тонкими стенками, которые могут стать причиной инсультов и судорог. Учёные из школы медицины Перельмана в университете Пенсильвании обнаружили, что изменения микробиома у таких больных может быть эффективной терапией цереброваскулярной патологии. Об этом говорит исследование, опубликованное в Nature.

МРТ-изображение пациента с кавернозными мальформациями

Кавернозные мальформации (КМ) — болезнь, которая поражает одного из 100-200 человек. Она может присутствовать в двух формах. Первая носит случайный характер и встречается в 80% случаях, часто — у пожилых людей. Остальные 20% являются семейными формами и передаются по наследству.

В 2016 году в эндотелиальных клетках был обнаружен молекулярный механизм, который лежит в основе формирования КМ. В текущем исследовании специалисты выяснили, что этот механизм активируется TLR4 рецептором бактериальных молекул липополисахарида (ЛПС). Активация TLR4 на клетках эндотелия мозга значительно ускоряет формирование мальформаций. И наоборот, если удалить или ингибировать TLR4, их образование можно предотвратить.

Рецептор TLR4 в первую очередь реагирует на ЛПС грамотрицательных бактерий. Алан Тан, аспирант лаборатории Кана, предположил, что к формированию мальформаций могут привести бактерии микробиома кишечника. Чтобы проверить эту теорию, он проследил за их образованием у мышей. Одну группу разместили в стерильных условиях, другая получала антибиотики, уменьшающие количество бактерий в кишечнике. В обоих случаях формирование КМ резко сократилось, что показывает ключевую роль бактерий в патологии заболевания.

Далее команда искала доказательства того, что бактериальные ЛПС также влияют и на формирование КМ у людей. Они работали с исследователями из Университета Нью-Мексико (UNM) и университета Калифорнии, Сан-Франциско (UCSF). Специалисты изучили несколько сотен пациентов, несущих одинаковую мутацию в одном гене КМ, но имеющих разные течения заболевания.

«Некоторые из этих пациентов испытывают тяжелый инсульт в течение двух лет, а остальные не имеют симптомов на протяжении всей их жизни. Что делает исходы болезни такими разными?», — спрашивает Марк Кан, доктор медицинских наук, профессор сердечно-сосудистой медицины, руководитель исследования.

Исследователи обнаружили, что генетические вариации, повышающие количество рецепторов TLR4, связаны с увеличением числа КМ. А значит, можно предположить, что ключевая роль TLR4 и ЛПС бактерий в развитии заболевания также присутствует в организме человека.

«Это говорит о том, что процедуры, предназначенные для блокирования сигналов TLR4 или измены микробиома можно использовать для лечения этой болезни», — сказал Кан.

Текст: Любовь Пушкарская

Endothelial TLR4 and the microbiome drive cerebral cavernous malformations by Alan T. Tang, Jaesung P. Choi, Jonathan J. Kotzin, et al. in Nature.

Published online May 10 2017

doi:10.1038/nature22075

Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.