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# Biologie # Neurowissenschaften

Die verborgenen Verbindungen der Parkinson-Krankheit

Entdecke, wie die Gesundheit des Darms Parkinson und die allgemeine Gehirnfunktion beeinflusst.

Sriparna Mukherjee, Vladimir Grouza, Alex Tchung, Amandine Even, Moein Yaqubi, Marius Tuznik, Tyler Canon, Sherilyn Junelle Recinto, Christina Gavino, Marie-Josée Bourque, Heidi McBride, Michel Desjardins, Samantha Gruenheid, Jo Anne Stratton, David A. Rudko, Louis-Eric Trudeau

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Darmgesundheit und Darmgesundheit und Parkinson-Krankheit Entwicklung von Parkinson untersuchen. Die Rolle von Darmbakterien bei der
Inhaltsverzeichnis

Morbus Parkinson (MP) ist ne häufige neurologische Krankheit, die Millionen von Menschen weltweit betrifft. Es geht nicht nur um zittrige Hände und langsame Bewegungen; es ist ne Krankheit, die immer komplizierter wird, je mehr wir darüber lernen. Wissenschaftler fangen an zu verstehen, dass MP nicht nur im Gehirn passiert – es kann auch andere Körperteile betreffen, besonders den Darm.

Was ist Morbus Parkinson?

Morbus Parkinson ist ne fortschreitende Erkrankung, die hauptsächlich die Bewegung betrifft. Sie tritt auf, wenn Nervenzellen im Gehirn, insbesondere die, die Dopamin (ne Chemikalie, die die Bewegung steuert) produzieren, anfangen abzubauen und sterben. Das führt zu Symptomen wie Zittern, Steifheit und Gleichgewichtsstörungen.

Aber hier kommt der Clou: MP ist nicht nur ein Gehirnproblem. Neuere Studien zeigen, dass die Krankheit auch in anderen Körperteilen, wie dem Darm, anfangen könnte. Ja, genau! Der Bauch könnte der Ausgangspunkt sein. Es stellt sich heraus, dass es ne Verbindung zwischen unserer Darmgesundheit und unserer Gehirngesundheit gibt – wer hätte gedacht, dass unser Bauch so viel Einfluss auf unsere Bewegungen hat?

Das wachsende Wissen über MP

Viele Jahre lang dachte man, MP sei ne Krankheit, die nur Gehirnzellen betrifft. Forscher verstehen jetzt aber, dass es komplizierter ist. Menschen mit Parkinson verlieren nicht nur diese dopaminproduzierenden Neuronen, sondern haben auch Probleme in anderen Körpersystemen. Dazu gehören Schäden im Darm, Veränderungen im Immunsystem und sogar Probleme mit der Energieproduktion in den Zellen.

Wissenschaftler haben auch herausgefunden, dass ein Protein namens Alpha-Synuclein ne wichtige Rolle bei der Krankheit spielt. Dieses Protein, das dazu neigt, im Gehirn von Menschen mit MP anzusammeln, findet man auch im Darm, auf der Haut und im Herzen. Stell dir vor, da ist ein unerwünschter Gast, der überall auf deiner Party auftaucht!

Eine hungrige Bakterien und ihre Rolle

Ein interessanter Punkt, den Forscher untersuchen, ist der Einfluss von Darmbakterien auf MP. Studien haben gezeigt, dass Menschen mit MP andere Arten von Bakterien in ihren Därmen haben als gesunde Menschen. Einige Bakterien scheinen weniger präsent zu sein, während andere zahlreicher sind. Denk an ne Bakterienparty, bei der einige Gäste fehlen!

Zum Beispiel haben Forscher einen Rückgang der Bakteriengruppe namens Prevotellaceae und einen Anstieg von Enterobacteriaceae bei MP-Patienten bemerkt. Es könnte also sein, dass eine gestörte Darmumgebung zur abwärts gerichteten Entwicklung unseres Nervensystems beiträgt.

Aber halt, da ist noch mehr! Es scheint, dass bestimmte bakterielle Infektionen sogar das Risiko erhöhen könnten, an Morbus Parkinson zu erkranken. Ein besonderer Störenfried, Helicobacter pylori, ist dafür bekannt, den Magen anzugreifen, und wird mit einem höheren Risiko für MP in Verbindung gebracht. Die Sache wird komplizierter!

Die Darm-Gehirn-Verbindung

Die Idee, dass das, was in unserem Darm passiert, unser Gehirn beeinflussen kann, hat den Begriff "Darm-Gehirn-Achse" hervorgebracht. Diese Verbindung deutet darauf hin, dass unser Darm nicht nur bei der Verdauung mitredet, sondern auch unsere Stimmung, Bewegung und sogar den Verlauf von Krankheiten wie Parkinson beeinflussen könnte.

Wenn schlechte Bakterien die Kontrolle übernehmen, kann das die Darmschleimhaut durcheinanderbringen, was zu dem führt, was man "leckem Darm" nennt. Diese Erkrankung lässt unerwünschte Sachen ins Blut gelangen und könnte möglicherweise Entzündungen im Körper auslösen, auch im Gehirn. Es ist, als würde ein ungebetener Gast über die Hintertür in dein Haus schleichen – und eine wilde Party veranstalten!

Die Rolle der Entzündung

Entzündungen – ein schickes Wort für die Reaktion des Körpers auf Verletzungen oder Reizungen – scheinen ein heisses Thema in der Forschung zu MP zu sein. Wenn Infektionen oder schädliche Substanzen auftauchen, wird das Immunsystem aktiv. Wenn der Körper jedoch zu lange entzündet bleibt, kann das mehr schaden als nützen.

Studien haben gezeigt, dass bakterielle Infektionen das Immunsystem alarmieren könnten, was dann potenziell zu chronischen Entzündungen führt. Das könnte über die Zeit zu Problemen im Gehirn beitragen und in Verbindung mit der Entwicklung von Parkinson stehen. Es ist, als würde man ein Feuer weiter brennen lassen, wenn man doch nur ein gemütliches Lagerfeuer wollte!

Tierstudien bringen neue Einblicke

Um besser zu verstehen, wie diese Prozesse ablaufen, studieren Wissenschaftler oft Tiere, wie Mäuse. In jüngsten Experimenten infizierten Forscher Mäuse mit einem Bakterium namens Citrobacter rodentium. Dieses spezielle Bakterium ist ein Modell dafür, was bei Darminfektionen passiert und erlaubt es Wissenschaftlern, die Auswirkungen der Darmgesundheit auf die Gehirnfunktion zu erkunden.

Als sie die infizierten Mäuse untersuchten, bemerkten sie über die Zeit erhebliche Veränderungen in deren Därmen und Gehirnen. Infizierte Mäuse zeigten erhöhte Entzündungen und Veränderungen in ihren Darmbakterien, was die Wissenschaftler dazu brachte zu fragen, ob diese Infektionen auch die Gesundheit des Gehirns beeinflussen könnten.

Interessanterweise könnte die Art und Weise, wie das Immunsystem auf die Infektion reagierte und die daraus resultierenden Veränderungen in der Darmgesundheit, die Gehirnentzündung und die allgemeine Gesundheit beeinflussen. Das gibt uns einige Hinweise darauf, wie MP mit der Darmgesundheit verbunden sein könnte.

Immunantworten und ihre Auswirkungen

Auf der Suche nach Antworten fanden die Forscher heraus, dass nach einer Darminfektion das Immunsystem der Mäuse stark reagierte. Diese Reaktion umfasste einen Anstieg bestimmter Immunzellen und Moleküle, die Entzündungen fördern. Einfach gesagt, die Immunsysteme der Mäuse waren in Alarmbereitschaft, ähnlich wie ein Feueralarm, der um Aufmerksamkeit schreit.

Besonders faszinierend fanden die Forscher, dass bei Mäusen, denen ein bestimmtes Protein namens Pink1 fehlte – das für die Energieproduktion und den Schutz gegen Zellstress bekannt ist – die Immunreaktion verstärkt war. Das deutet darauf hin, dass Pink1 helfen könnte, zu regulieren, wie das Immunsystem auf Infektionen reagiert, und eine Rolle bei MP spielen könnte, da einige genetische Formen von MP mit Mutationen in diesem Protein verbunden sind.

Die Suche nach den fehlenden Verbindungen

Was bedeutet das alles für uns, die wir versuchen, Morbus Parkinson zu verstehen? Es bedeutet, dass es mehr als einen Weg zur Krankheit geben könnte. Forscher sind dabei, das Puzzle zusammenzusetzen – herauszufinden, wie genetische Faktoren mit umweltbedingten Faktoren interagieren. Sie schauen sich alles an, von Darmbakterien bis zu Immunreaktionen, um zu sehen, wie sie alle zur Entwicklung von MP beitragen.

Die bisherigen Ergebnisse deuten darauf hin, dass es ein kompliziertes Netz gibt, das die Darmgesundheit von Individuen mit dem Risiko, an Morbus Parkinson zu erkranken, verbindet. Auch wenn es kein gerader Weg ist, gibt es auf jeden Fall viel, worüber man nachdenken kann.

Auswirkungen auf Prävention und Behandlung

Je mehr wir über die Verbindungen zwischen Darmgesundheit und MP herausfinden, desto mehr eröffnen sich potenzielle Wege zur Prävention und Behandlung. Das könnte bedeuten, neue Möglichkeiten zu finden, um die Darmgesundheit zu unterstützen oder sogar Behandlungen zu entwickeln, die helfen könnten, sich zu schützen oder das Fortschreiten der Parkinson-Krankheit zu verlangsamen.

Stell dir eine Zukunft vor, in der es so wichtig ist, auf deinen Darm aufzupassen wie auf Sport und Ernährung, um dein Gehirn gesund zu halten. Das ist hoffnungsvoll und, seien wir ehrlich – ein bisschen lustig, darüber nachzudenken, dass das richtige Essen helfen könnte, dein Gehirn fit zu halten!

Fazit

Während Morbus Parkinson eine komplexe und herausfordernde Erkrankung ist, bringt die Forschung weiterhin Licht in verschiedene Faktoren, die zu ihrer Entwicklung beitragen. Die Beziehungen zwischen Darmbakterien, Entzündungen und Immunreaktionen bieten faszinierende Einblicke in eine Erkrankung, die so viele Leben betrifft.

Letztendlich geht es um die Interconnectedness unserer Körper. Genau wie wir darauf achten sollten, was wir in unseren Magen stecken, sollten wir vielleicht auch darauf achten, wie das alles unsere Gehirne beeinflusst. Also, das nächste Mal, wenn du überlegst, was du essen solltest, denk dran: Du könntest eine Entscheidung für deinen Darm und dein Köpfchen treffen!

Originalquelle

Titel: A single Citrobacter rodentium infection in Pink1 knockout and wild type mice leads to regional blood-brain-barrier perturbation and glial activation without dopamine neuron axon terminal loss

Zusammenfassung: A growing body of research supports the hypothesis of links between immune system activation and the development of Parkinsons disease (PD). A recent study revealed that repeated gastrointestinal infection with Citrobacter rodentium can lead to PD-like motor dysfunction in Pink1 knockout (KO) mice and immune cell entry in the brain. With the objective of better understanding the mechanisms leading to immune attack of the brain in this model, we evaluated the hypothesis that such mild infections are sufficient to increase blood brain barrier (BBB) permeability and cause brain inflammation. Pink1 wild-type (WT) and KO mice were infected with Citrobacter rodentium and at day 13 and 26 post infection, we conducted gadolinium-enhanced magnetic resonance imaging (MRI) to identify signs of BBB permeability changes. Quantification of MRI results provided evidence of increased blood-brain barrier permeability in both WT and Pink1 KO mice at 26 days after the infection in the striatum, dentate gyrus, somatosensory cortex, and thalamus. This was not accompanied by any change in global expression of tight-junction proteins or in markers of the integrity of the dopamine (DA) system in the striatum at both time points. However, chronic microglial activation was detected at day 26 post infection, accompanied by an elevation of the inflammatory mediators eotaxin, IFN{gamma}, CXCL9, IL-17 and MIP-2 in the striatum, accompanied by an elevation of IL-17 and CXCL1 in the serum of Pink1 KO mice. Neutrophil infiltration in the brain of infected mice was also noted at day 26 post infection, as revealed by immune cell profiling by flow cytometry. Finally, a bulk RNA-seq transcriptome analysis revealed that gene sets related to synaptic function were particularly influenced by the infection and that inflammation-related genes were upregulated by the infection in the Pink1 KO mice. Our results support the hypothesis that even after mild gastro-intestinal infection, increased BBB permeability could contribute to perturbations of brain homeostasis including altered expression of synaptic genes, increased microglial activation and the establishment of a chronic state of brain inflammation. Such perturbations could potentially act as a first hit for subsequent induction of PD pathology in the context of aging in genetically susceptible individuals. Author summaryWe hypothesize that immune system activation is linked to the development of Parkinsons disease (PD). Previously work revealed that repeated gastrointestinal infections with Citrobacter rodentium causes PD-like symptoms and immune cell invasion in the brain of Pink1 knockout (KO) mice. In the current study, we tested whether a single mild gut infection alters blood-brain barrier (BBB) permeability and causes brain inflammation. We infected Pink1 WT and KO mice with Citrobacter rodentium and used gadolinium-enhanced MRI to detect BBB permeability changes at 13- and 26-days post-infection. Results showed increased BBB permeability in specific brain regions at 26 days. While tight-junction and dopamine (DA)-related proteins remained unchanged, we observed altered expression of synaptic genes, chronic microglial activation, elevated inflammatory markers, and neutrophil infiltration in the brain. Our findings suggest that even mild gastrointestinal infections can increase BBB permeability, which could be permissive for immune cell entry into the brain and potentially interact with other mechanisms triggering PD pathophysiology, particularly in genetically susceptible individuals.

Autoren: Sriparna Mukherjee, Vladimir Grouza, Alex Tchung, Amandine Even, Moein Yaqubi, Marius Tuznik, Tyler Canon, Sherilyn Junelle Recinto, Christina Gavino, Marie-Josée Bourque, Heidi McBride, Michel Desjardins, Samantha Gruenheid, Jo Anne Stratton, David A. Rudko, Louis-Eric Trudeau

Letzte Aktualisierung: 2024-12-24 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.24.630165

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.24.630165.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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