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# La biologia # Neuroscienze

I Legami Nascosti della Malattia di Parkinson

Scopri come la salute dell'intestino influisce sulla malattia di Parkinson e sul funzionamento generale del cervello.

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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Indice

La Malattia di Parkinson (PD) è un disturbo neurologico comune che colpisce milioni di persone in tutto il mondo. Non si tratta solo di mani tremolanti e movimenti lenti; è una condizione che diventa sempre più complicata man mano che ne sappiamo di più. Gli scienziati stanno iniziando a capire che la PD non riguarda solo il cervello, ma può coinvolgere anche altre parti del corpo, in particolare l'intestino.

Cos'è la Malattia di Parkinson?

La malattia di Parkinson è un disturbo progressivo che colpisce principalmente il movimento. Si verifica quando le cellule nervose nel cervello, in particolare quelle che producono dopamina (una sostanza chimica che aiuta a controllare il movimento), iniziano a degradarsi e morire. Questo porta a sintomi come tremori, rigidità e difficoltà di equilibrio.

Ma qui c'è il colpo di scena: la PD non è solo un problema cerebrale. Studi recenti sottolineano che la malattia potrebbe iniziare in altre parti del corpo, come l'intestino. Sì, hai capito bene! La pancia potrebbe essere il punto di partenza. Si scopre che c'è una connessione tra la salute dell'intestino e quella del cervello: chi sapeva che i nostri stomaci avessero così tanto da dire su come ci muoviamo?

La Conoscenza Crescente della PD

Per molti anni, si pensava che la PD fosse una malattia che colpiva solo le cellule cerebrali. Tuttavia, i ricercatori ora capiscono che è più complicato. Le persone con Parkinson non solo perdono questi neuroni produttori di dopamina, ma affrontano anche problemi in altri sistemi del corpo. Questo include danni all'intestino, cambiamenti nel Sistema Immunitario e persino problemi con la produzione di energia nelle cellule.

I ricercatori hanno anche scoperto che una proteina chiamata alfa-sinucleina gioca un ruolo significativo nella malattia. Questa proteina, che tende a accumularsi nei cervelli delle persone con PD, può anche essere trovata nell'intestino, nella pelle e nel cuore. Immagina di avere un intruso che si presenta in tutti i tuoi posti preferiti!

Un Batterio Affamato e il Suo Ruolo

Una cosa interessante che i ricercatori stanno esaminando è l'impatto dei Batteri intestinali sulla PD. Gli studi hanno mostrato che le persone con PD hanno diversi tipi di batteri nei loro intestini rispetto alle persone sane. Alcuni batteri sembrano essere meno presenti, mentre altri sono più abbondanti. Pensalo come a una festa batterica dove mancano alcuni invitati!

Ad esempio, i ricercatori hanno notato un calo nel gruppo di batteri chiamato Prevotellaceae e un aumento degli Enterobacteriaceae tra i pazienti con PD. Quindi, è possibile che un ambiente intestinale sbagliato possa contribuire alla discesa del nostro sistema nervoso.

Ma aspetta, c'è di più! Sembra che alcune infezioni batteriche possano persino aumentare il rischio di sviluppare la malattia di Parkinson. Un particolare disturbatore, Helicobacter pylori, è noto per invadere lo stomaco ed è stato collegato a un rischio più elevato di PD. La trama si infittisce!

La Connessione Intestino-Cervello

L'idea che ciò che accade nel nostro intestino possa influenzare il nostro cervello ha dato vita alla frase "l'asse intestino-cervello". Questa connessione suggerisce che non solo il nostro intestino ha voce in capitolo sulla nostra digestione, ma potrebbe anche influenzare il nostro umore, i nostri movimenti e persino la progressione di malattie come il Parkinson.

Quando i batteri cattivi prendono il sopravvento, possono danneggiare la mucosa intestinale, portando a quella che si chiama "sindrome dell'intestino permeabile". Questa condizione consente al cattivo materiale di entrare nel flusso sanguigno e potenzialmente innescare Infiammazione nel corpo, incluso il cervello. È come avere un ospite non invitato che si intrufola in casa tua attraverso una porta sul retro—uno che potrebbe iniziare a organizzare una festa selvaggia!

Il Ruolo dell'Infiammazione

L'infiammazione—una parola elegante per la risposta del corpo a lesioni o irritazioni—sembra essere un argomento caldo nello studio della PD. Quando si presentano infezioni o sostanze nocive, il sistema immunitario entra in azione. Tuttavia, se il corpo rimane infiammato troppo a lungo, può fare più danni che benefici.

Studi hanno indicato che le infezioni batteriche potrebbero allertare il sistema immunitario, il che potrebbe portare a infiammazione cronica. Questo potrebbe contribuire ai problemi del cervello nel tempo, rendendo tutto collegato allo sviluppo del Parkinson. È come tenere un fuoco acceso quando volevi solo un accampamento accogliente!

Studi sugli Animali Portano Nuove Intuizioni

Per ottenere una migliore comprensione di come funzionano questi processi, gli scienziati spesso studiano animali, come i topi. In esperimenti recenti, i ricercatori hanno infettato i topi con un batterio chiamato Citrobacter rodentium. Questo particolare batterio è un modello di ciò che accade nelle infezioni intestinali e consente agli scienziati di esplorare gli effetti della salute intestinale sulla funzione cerebrale.

Quando hanno esaminato i topi infettati con Citrobacter, hanno notato cambiamenti significativi nei loro intestini e cervelli nel tempo. I topi infettati mostrano un'infiammazione aumentata e cambiamenti nei loro batteri intestinali, il che ha portato gli scienziati a chiedersi se queste infezioni potessero influenzare anche la salute del cervello.

È interessante notare che il modo in cui il sistema immunitario ha risposto all'infezione e i successivi cambiamenti nella salute intestinale potevano influenzare l'infiammazione cerebrale e la salute complessiva. Questo ci dà alcuni indizi su come la PD potrebbe essere collegata alla salute intestinale.

Risposte Immunitarie e il Loro Impatto

Nella loro ricerca di risposte, i ricercatori hanno scoperto che, dopo un'infezione intestinale, il sistema immunitario nei topi ha risposto in modo robusto. Questa reazione includeva un aumento di alcune cellule immunitarie e molecole che promuovono l'infiammazione. In termini semplici, i sistemi immunitari dei topi erano in massima allerta, proprio come un allarme antincendio che grida per attirare l'attenzione.

Ciò che i ricercatori hanno trovato particolarmente intrigante è che nei topi privi di una specifica proteina chiamata Pink1, nota per il suo ruolo nella produzione di energia e nella protezione contro lo stress cellulare, la risposta immunitaria era aumentata. Questo suggerisce che Pink1 potrebbe aiutare a regolare come il sistema immunitario reagisce alle infezioni e potrebbe giocare un ruolo nella PD, considerando che alcune forme genetiche di PD coinvolgono mutazioni in questa proteina.

La Ricerca dei Collegi Mancanti

Quindi, cosa significa tutto ciò per noi che cerchiamo di capire meglio la malattia di Parkinson? Significa che potrebbero esserci più di un percorso che porta alla malattia. I ricercatori stanno assemblando il puzzle—cercando di capire come i fattori genetici interagiscono con quelli ambientali. Stanno esaminando tutto, dai batteri intestinali alle risposte immunitarie per vedere come tutti giocano un ruolo nello sviluppo della PD.

I risultati finora suggeriscono che c’è una rete complicata che collega la salute intestinale degli individui con il rischio di sviluppare la malattia di Parkinson. Anche se non potrebbe essere un percorso semplice, ci dà sicuramente molto su cui riflettere.

Implicazioni per la Prevenzione e il Trattamento

Man mano che scopriamo di più sulle connessioni tra la salute dell'intestino e la PD, si aprono potenziali strade per la prevenzione e il trattamento. Questo potrebbe significare trovare nuovi modi per supportare la salute intestinale o persino sviluppare trattamenti che potrebbero aiutare a proteggere contro o rallentare la progressione della malattia di Parkinson.

Immagina un futuro in cui prendersi cura del tuo intestino potrebbe essere importante quanto esercizio fisico e dieta per mantenere il tuo cervello sano. È una speranza e, diciamolo, un po' divertente pensare che mangiare bene potrebbe aiutare a mantenere il tuo cervello in forma!

Conclusione

Sebbene la malattia di Parkinson sia una condizione complessa e impegnativa, la ricerca continua a far luce su vari fattori che contribuiscono al suo sviluppo. Le relazioni tra batteri intestinali, infiammazione e risposte immunitarie forniscono intuizioni affascinanti su un disturbo che colpisce così tante vite.

Alla fine, si tratta di come i nostri corpi siano interconnessi. Proprio come dovremmo stare attenti a cosa mettiamo nei nostri stomaci, potremmo anche dover prestare attenzione a come tutto ciò influenzi i nostri cervelli. Quindi, la prossima volta che pensi a cosa mangiare, ricorda: potresti fare una scelta sia per il tuo intestino che per la tua testa!

Fonte originale

Titolo: 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

Estratto: 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.

Autori: 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

Ultimo aggiornamento: 2024-12-24 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.24.630165

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

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

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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