Микробиом и причина инсультов

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 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

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 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