Eskerrik asko Nature.com bisitatzeagatik. Erabiltzen ari zaren nabigatzailearen bertsioak CSS euskarri mugatua du. Emaitza onenak lortzeko, zure nabigatzailearen bertsio berriago bat erabiltzea gomendatzen dizugu (edo Internet Explorer-en bateragarritasun modua desaktibatzea). Bitartean, etengabeko laguntza bermatzeko, gunea estilo edo JavaScript gabe erakusten ari gara.
Dardara esentzialaren (ET) diagnostiko goiztiarra erronka bat izan daiteke, batez ere kontrol osasuntsuetatik (HC) eta Parkinson gaixotasunetik (PD) bereizten denean. Duela gutxi, gorotz-laginen hesteetako mikrobiota eta haren metabolitoen analisiak metodo berriak eman ditu gaixotasun neurodegeneratiboen biomarkatzaile berriak aurkitzeko. Kate laburreko gantz-azidoak (SCFA), hesteetako floraren metabolito nagusi gisa, gutxitu egiten dira gorotzetan PD-n. Hala ere, gorotz-SCFAk ez dira inoiz aztertu ET-n. Gure helburua ET-n SCFAen gorotz-mailak ikertzea, sintoma klinikoekin eta hesteetako mikrobiotarekin duten erlazioa ebaluatzea eta haien diagnostiko-gaitasun potentziala zehaztea zen. Gorotz-SCFA eta hesteetako mikrobiota 37 ET-tan, 37 PD berritan eta 35 HC-tan neurtu ziren. Idorreria, disfuntzio autonomikoa eta dardara larritasuna eskalak erabiliz ebaluatu ziren. Propionato, butirato eta isobutirato mailak gorotzetan txikiagoak ziren ET-n HC-n baino. Azido propioniko, butiriko eta isobutirikoaren konbinazio batek ET HCtik bereizten zuen 0,751eko AUC batekin (% 95eko CI: 0,634–0,867). Gorotz-azido isobalerikoaren eta azido isobutirikoaren mailak baxuagoak ziren ETn PDn baino. Azido isobalerikoak eta azido isobutirikoak ET eta PD bereizten dituzte 0,743ko AUC batekin (% 95eko CI: 0,629–0,857). Gorotz-propionatoa alderantzizko proportzioan lotuta dago idorreriarekin eta disfuntzio autonomikoarekin. Azido isobutirikoa eta azido isobalerikoa alderantzizko proportzioan lotuta daude dardara-larritasunarekin. Gorotz-AGKen gutxitzea Faecalibacterium eta Streptobacterium-en ugaritasunaren gutxitzearekin lotuta zegoen ETn. Beraz, gorotz-AGKen edukia gutxitzen da ETn eta koadro klinikoaren larritasunarekin eta hesteetako mikrobiotaren aldaketekin lotuta dago. Gorotz-propionatoa, butiratoa, isobutiratoa eta isovaleratoa ETren diagnostiko- eta diagnostiko-biomarkatzaile potentzialak izan daitezke.
Dardara esentziala (TE) neuroendekapenezko nahasmendu kroniko progresiboa da, goiko gorputz-adarretan dardaraz ezaugarritzen dena batez ere, eta gorputzeko beste atal batzuk ere eragin ditzakeena, hala nola burua, ahots-kordak eta beheko gorputz-adarrak 1. TEren ezaugarri klinikoen artean, sintoma motorrak ez ezik, zeinu ez-motor batzuk ere badaude, besteak beste, digestio-hesteetako gaixotasuna 2. Ikerketa ugari egin dira dardara esentzialaren ezaugarri patologiko eta fisiologikoak aztertzeko, baina mekanismo patofisiologiko argirik ez da identifikatu3,4; Azken ikerketek iradokitzen dute mikrobiota-heste-garun ardatzaren disfuntzioak gaixotasun neuroendekapenezkoetan lagun dezakeela, eta gero eta ebidentzia gehiago dago hesteetako mikrobiotaren eta gaixotasun neuroendekapenezkoen arteko lotura bidirekzional potentzial baten alde5,6. Aipagarria da, kasu batean, gorotz-mikrobiota transplanteak dardara esentziala eta heste narritagarriaren sindromea hobetu zituela paziente batean, eta horrek hesteetako mikrobiotaren eta dardara esentzialaren arteko harreman estua adieraz dezake. Horrez gain, ET duten pazienteen hesteetako mikrobiotan aldaketa espezifikoak ere aurkitu genituen, eta horrek hesteetako disbiosiak ETn duen garrantzia sendotzen du8.
Neuroendekapenezko gaixotasunetan dauden hesteetako disbiosiari dagokionez, PD da gehien aztertu dena5. Mikrobiota desorekatu batek hesteetako iragazkortasuna handitu eta hesteetako glia aktibatu dezake, alfa-sinukleinopatiak sortuz9,10,11. PD-k eta ET-k ezaugarri komun batzuk dituzte, hala nola dardara-maiztasun antzekoa ET eta PD duten pazienteetan, atseden-dardara gainjarria (PD-ko dardara tipikoa) eta jarrerako dardara (gehienbat ET pazienteetan aurkitzen dena), eta horrek zaildu egiten du bien arteko bereizketa. hasierako faseetan 12. Beraz, premiazkoa da ET eta PD bereizteko leiho erabilgarri bat irekitzea. Testuinguru honetan, hesteetako disbiosi espezifikoa eta ET-n lotutako metabolitoen aldaketak aztertzea eta PD-tik duten desberdintasunak identifikatzea ET-ren diagnostiko eta diagnostiko diferentzialerako biomarkatzaile potentzialak izan daitezke.
Kate laburreko gantz-azidoak (SCFA) zuntz dietetikoaren hesteetako bakterioen hartzidurak sortutako metabolito nagusiak dira eta uste da heste-garun interakzioetan funtsezko zeregina dutela13,14. SCFAk koloneko zelulek hartu eta gibelera garraiatzen dituzte zain portalearen sistemaren bidez, eta SCFA batzuk zirkulazio sistemikora sartzen dira. SCFAek tokiko efektuak dituzte heste-hesiaren osotasuna mantentzeko eta heste-mukosaren immunitate naturala sustatzeko15. Epe luzerako efektuak ere badituzte odol-garun hesian (BBB), lotura estuetako proteinak estimulatuz eta neuronak aktibatuz G proteina akoplatutako hartzaileak (GPCR) BBB zeharkatzera estimulatuz16. Azetatoa, propionatoa eta butiratoa dira koloneko SCFA ugarienak. Aurreko ikerketek erakutsi dute azido azetiko, propioniko eta butirikoaren gorotz-mailak gutxitu direla Parkinson gaixotasuna duten pazienteetan17. Hala ere, SCFAren gorotz-mailak ez dira inoiz aztertu ET duten pazienteetan.
Horrela, gure ikerketaren helburua ET duten pazienteen gorotz-AGKEan izandako aldaketa espezifikoak eta PD duten pazienteekiko dituzten desberdintasunak identifikatzea izan zen, gorotz-AGKEaren eta ETren sintoma klinikoen eta hesteetako mikrobiotaren arteko erlazioa ebaluatzea, baita gorotz-laginen diagnostiko- eta diagnostiko-gaitasun diferentzial potentzialak zehaztea ere. KZhK. PDren aurkako sendagaiekin lotutako nahasgarri-faktoreak jorratzeko, Parkinson gaixotasun berria duten pazienteak hautatu genituen gaixotasun-kontrol gisa.
37 ET, 37 PD eta 35 HC-ren ezaugarri demografiko eta klinikoak 1. taulan laburbildu dira. ET, PD eta HC-k adinaren, sexuaren eta GMIaren arabera parekatu ziren. Hiru taldeek erretzearen, alkoholaren kontsumoaren eta kafearen eta tearen kontsumoaren proportzio antzekoak zituzten. PD taldearen Wexner puntuazioa (P = 0,004) eta HAMD-17 puntuazioa (P = 0,001) HC taldekoak baino altuagoak ziren, eta ET taldearen HAMA puntuazioa (P = 0,011) eta HAMD-17 puntuazioa (P = 0,011) HC taldekoak baino altuagoak ziren. Gaixotasunaren bilakaera ET taldean nabarmen luzeagoa izan zen PD taldean baino (P<0,001).
Desberdintasun esanguratsuak egon ziren azido propionikoaren (P = 0,023), azido azetikoaren (P = 0,039), azido butirikoaren (P = 0,020), azido isobalerikoaren (P = 0,045) eta azido isobutirikoaren (P = 0,015) gorotz-mailetan. Ondorengo post hoc analisi batean, azido propionikoaren (P = 0,023), azido butirikoaren (P = 0,007) eta azido isobutirikoaren (P = 0,040) mailak ET taldekoak HC taldekoak baino nabarmen txikiagoak izan ziren. ET zuten pazienteek isobalerato (P = 0,014) eta isobutirato (P = 0,005) maila baxuagoak zituzten PD zuten pazienteekin alderatuta. Gainera, gorotz-azido propionikoaren (P = 0,013), azido azetikoaren (P = 0,016) eta azido butirikoaren (P = 0,041) mailak baxuagoak izan ziren PD zuten pazienteetan CC zuten pazienteetan baino (1. irudia eta 1. taula osagarria).
ag-k azido propionikoaren, azido azetikoaren, azido butirikoaren, azido isobalerikoaren, azido balerikoaren, azido kaproikoaren eta azido isobutirikoaren talde-konparaketa adierazten du, hurrenez hurren. Hiru taldeen artean alde esanguratsuak zeuden azido propionikoaren, azido azetikoaren, azido butirikoaren, azido isobalerikoaren eta azido isobutirikoaren mailetan. ET dardara esentziala, Parkinson gaixotasuna, HC osasuntsuaren kontrola, SCFA. Desberdintasun esanguratsuak *P < 0,05 eta **P < 0,01 balioek adierazten dituzte.
ET taldearen eta PD taldearen arteko gaixotasunaren bilakaeraren aldea kontuan hartuta, PD goiztiarra zuten 33 paziente eta ET zuten 16 paziente (gaixotasunaren bilakaera <3 urte) aztertu genituen konparazio gehiago egiteko (2. taula osagarria). Emaitzek erakutsi zuten ET-ren azido propionikoaren gorotz-edukia HA-rena baino nabarmen txikiagoa zela (P=0,015). Azido butirikoaren eta azido isobutirikoaren ET eta HC arteko aldea ez zen esanguratsua izan, baina joera bat ikusi zen oraindik (P = 0,082). Gorotz-isobutirato mailak nabarmen txikiagoak izan ziren ET zuten pazienteetan PD zuten pazienteekin alderatuta (P = 0,030). Azido isobalerikoaren ET eta PD arteko aldea ez zen esanguratsua izan, baina joera bat zegoen oraindik (P = 0,084). Azido propionikoa (P = 0,023), azido azetikoa (P = 0,020) eta azido butirikoa (P = 0,044) nabarmen txikiagoak izan ziren PD zuten pazienteetan HC pazienteetan baino. Emaitza hauek (1. irudi osagarria) emaitza nagusiekin bat datoz, oro har. Lagin orokorraren eta paziente goiztiarraren azpitaldearen arteko emaitzen arteko aldea azpitalde horretan lagin-tamaina txikiagoa delako izan daiteke, eta horrek datuen potentzia estatistiko txikiagoa dakar.
Ondoren, gorotzetako SCFA mailek ET duten pazienteak CU edo PD duten pazienteetatik bereiz ditzaketen aztertu genuen. ROC analisiaren arabera, propionato mailen AUC aldea 0,668koa zen (% 95eko CI: 0,538-0,797), eta horrek ET duten pazienteak HCtik bereiztea ahalbidetu zuen. ET eta GC dituzten pazienteak butirato mailen arabera bereiz zitezkeen, 0,685eko AUCarekin (% 95eko CI: 0,556–0,814). Azido isobutirikoaren mailen arteko desberdintasunek ET duten pazienteak 0,655eko AUCarekin (% 95eko CI: 0,525–0,786) HCtik bereiz ditzakete. Propionato, butirato eta isobutirato mailak konbinatzean, 0,751eko AUC handiagoa lortu zen (% 95eko CI: 0,634–0,867), % 74,3ko sentikortasunarekin eta % 72,9ko espezifikotasunarekin (2a irudia). ET eta PD pazienteen artean bereizteko, azido isobalerikoaren mailen AUC 0,700 izan zen (% 95eko CI: 0,579–0,822) eta azido isobutirikoaren mailen AUC 0,718 (% 95eko CI: 0,599–0,836). Azido isobalerikoaren eta azido isobutirikoaren mailen konbinazioak 0,743ko AUC handiagoa izan zuen (% 95eko CI: 0,629–0,857), % 74,3ko sentikortasuna eta % 62,9ko espezifikotasuna (2b irudia). Horrez gain, Parkinson gaixotasuna zuten pazienteen gorotzetan SCFA mailak kontrol taldean zeuden ala ez aztertu genuen. ROC analisiaren arabera, azido propionikoaren mailetan oinarritutako PD duten pazienteak identifikatzeko AUC 0,687 izan zen (% 95eko CI: 0,559-0,814), % 68,6ko sentikortasunarekin eta % 68,7ko espezifikotasunarekin. Azetato mailetan dauden desberdintasunek PD duten pazienteak 0,674ko AUC duten HCetatik bereiz ditzakete (% 95eko CI: 0,542-0,805). PD duten pazienteak CUtik bereiz daitezke butirato mailengatik soilik, 0,651eko AUC dutenak (% 95eko CI: 0,515-0,787). Propionato, azetato eta butirato mailak konbinatzean, 0,682ko AUC lortu zen (% 95eko CI: 0,553-0,811) (2c irudia).
Errusiako Eliza Ortodoxoak ET eta HCren aurka egindako diskriminazioa; b ROCren diskriminazioa ET eta PDren aurka; c ROCren diskriminazioa PD eta HCren aurka; ET dardara esentziala, Parkinson gaixotasuna, HC osasuntsuaren kontrola, SCFA.
ET duten pazienteetan, gorotz-azido isobutirikoaren maila negatiboki korrelazionatu zen FTM puntuazioarekin (r = -0,349, P = 0,034), eta gorotz-azido isobalerikoaren maila negatiboki korrelazionatu zen FTM puntuazioarekin (r = -0,421, P = 0,001) eta TETRAS puntuazioarekin. (r = -0,382, P = 0,020). ET eta PD duten pazienteetan, gorotz-propionato mailak negatiboki korrelazionatu ziren SCOPA-AUT puntuazioekin (r = −0,236, P = 0,043) (3. irudia eta 3. taula osagarria). Ez zegoen korrelazio esanguratsurik gaixotasunaren bilakaeraren eta SCFAren artean, ez ET taldean (P ≥ 0,161) ezta PD taldean (P ≥ 0,246) (4. taula osagarria). PD duten pazienteetan, gorotz-azido kaproikoaren mailak MDS-UPDRS puntuazioekin korrelazionatu ziren positiboki (r = 0,335, P = 0,042). Parte-hartzaile guztietan, gorotz-propionatoaren (r = −0,230, P = 0,016) eta azetatoaren (r = −0,210, P = 0,029) mailak Wexner puntuazioekin korrelazionatu ziren negatiboki (3. irudia eta 3. taula osagarria).
Gorotz-azido isobutirikoaren mailak negatiboki korrelazionatu ziren FTM puntuazioekin, azido isobalerikoa negatiboki korrelazionatu zen FTM eta TETRAS puntuazioekin, azido propionikoa negatiboki korrelazionatu zen SCOPA-AUT puntuazioekin, azido kaproikoa positiboki korrelazionatu zen MDS-UPDRS puntuazioekin, eta azido propionikoa negatiboki korrelazionatu zen FTM eta TETRAS puntuazioekin. TETRAS eta azido azetikoa negatiboki korrelazionatu ziren Wexner puntuazioarekin. MDS-UPDRS Elkarteak babestutako Parkinson Gaixotasunaren Balorazio Eskala Bateratuaren bertsioa, Mini-Mental State Examination MMSE, Hamilton Depresioaren Balorazio Eskala HAMD-17, 17 elementu, Hamilton Antsietatearen Balorazio Eskala HAMA, HY Hoehn eta Yahr estadioak, SCFA, SCOPA – AUT Parkinson Gaixotasunaren Sintoma Autonomikoen Emaitzen Eskala, FTM Fana-Tolosa-Marin Dardara Klinikoaren Balorazio Eskala, TETRAS Ikerketa Taldearen (TRG) Dardara Esentzialaren Balorazio Eskala. Desberdintasun esanguratsuak *P < 0,05 eta **P < 0,01 hauek adierazten dituzte.
Heste-mikrobiotaren izaera diskriminatzailea aztertu genuen LEfSE analisia erabiliz eta generoaren ugaritasun erlatiboaren datu-maila hautatu genuen analisi gehiago egiteko. Konparaketak egin ziren ET eta HC artean eta ET eta PD artean. Ondoren, Spearman korrelazio-analisia egin zen heste-mikrobiotaren ugaritasun erlatiboan eta gorotz-SCFA mailen gainean bi konparazio-taldeetan.
Faecalibacterium (azido butirikoaren korrelazioa, r = 0,408, P < 0,001), Lactobacillus (azido butirikoaren korrelazioa, r = 0,283, P = 0,016), Streptobacterium (azido propionikoaren korrelazioa, r = 0,327) ET eta CAren analisietan presente zeuden. , P = 0,005; azido butirikoaren korrelazioa, r = 0,374, P = 0,001; azido isobutirikoarekin korrelazionatzen da, r = 0,329, P = 0,005), Howardella (azido propionikoarekin korrelazionatzen da, r = 0,242, P = 0,041), Raoultella (propionatoarekin korrelazionatzen da, r = 0,249, P = 0,035) eta Candidatus Arthromitus (azido isobutirikoarekin korrelazionatzen da, r = 0,302, P = 0,010) gutxitzen da ET-n eta positiboki korrelazionatzen da gorotz-SCFA mailekin. Hala ere, Stenotropomonas ugaritasuna handitu egin zen ET-n eta negatiboki korrelazionatu zen gorotz-isobutirato mailekin (r = -0,250, P = 0,034). FDR doikuntzaren ondoren, Faecalibacterium, Catenibacter eta SCFA arteko korrelazioa bakarrik mantendu zen esanguratsua (P ≤ 0,045) (4. irudia eta 5. taula osagarria).
ET eta HCren korrelazio-analisia. FDR doikuntzaren ondoren, Faecalibacterium (butiratoarekin positiboki lotuta) eta Streptobacterium (propionato, butirato eta isobutiratoarekin positiboki lotuta) ugaritasuna murriztuta zegoela ikusi zen ET-n eta positiboki lotuta gorotz-AGK mailekin. b ET eta PDren korrelazio-analisia. FDR doikuntzaren ondoren, ez zen lotura esanguratsurik aurkitu. ET dardara esentziala, Parkinson gaixotasuna, HC osasuntsuaren kontrola, AGK. Desberdintasun esanguratsuak *P < 0,05 eta **P < 0,01 hauek adierazten dituzte.
ET eta PD aztertzerakoan, Clostridium trichophyton ET-n handituta zegoela ikusi zen eta gorotz-azido isobalerikoarekin (r = -0,238, P = 0,041) eta azido isobutirikoarenarekin (r = -0,257, P = 0,027) korrelazionatuta zegoen. ). FDR doikuntzaren ondoren, biak esanguratsuak mantendu ziren (P≥0,295) (4. irudia eta 5. taula osagarria).
Ikerketa hau gorotz-kate laburreko gantz-azidoen (SCFA) mailak aztertzen dituen eta hesteetako mikrobiotaren aldaketekin eta sintomen larritasunarekin korrelazionatzen dituen ikerketa zabala da, CU eta PD duten pazienteekin alderatuta. Ikusi genuen gorotz-kate laburreko gantz-azidoen mailak murriztuta zeudela ET duten pazienteetan eta larritasun klinikoarekin eta hesteetako mikrobiotaren aldaketa espezifikoekin lotuta zeudela. Kate laburreko gantz-azidoen (SCFA) gorotz-maila metatuek bereizten dute ET GC eta PDtik.
GC gaixoekin alderatuta, ET gaixoek azido propioniko, butiriko eta isobutirikoaren maila baxuagoak dituzte gorotzetan. Azido propioniko, butiriko eta isobutirikoaren konbinazioak ET eta HC bereizten zituen 0,751eko AUC batekin (% 95eko CI: 0,634–0,867), % 74,3ko sentikortasunarekin eta % 72,9ko espezifikotasunarekin, ET-ren balizko zereginaren diagnostiko biomarkatzaile gisa erabiltzen direla adieraziz. Azterketa gehiagok erakutsi zuten gorotzetako azido propionikoaren mailak negatiboki korrelazionatuta zeudela Wexner puntuazioarekin eta SCOPA-AUT puntuazioarekin. Gorotzetako azido isobutirikoaren mailak alderantzizko korrelazioan zeuden FTM puntuazioekin. Bestalde, ET-n butirato mailen jaitsiera SCFA ekoizten duten mikrobiotaren, Faecalibacterium-en eta Categorybacter-en ugaritasunaren jaitsierarekin lotuta zegoen. Horrez gain, ET-n Catenibacter-en ugaritasunaren murrizketak ere gorotzetako azido propioniko eta isobutirikoaren mailen murrizketekin lotuta zeuden.
Kolonean sortutako SCFA gehienak kolonozitoek xurgatzen dituzte batez ere H+-menpeko edo sodio-menpeko monokarboxilato garraiatzaileen bidez. Xurgatutako kate laburreko gantz-azidoak kolonozitoen energia-iturri gisa erabiltzen dira, eta kolonozitoetan metabolizatzen ez direnak, berriz, atari-zirkulaziora garraiatzen dira 18. SCFAek hesteetako mugikortasunean eragina izan dezakete, hesteetako hesi-funtzioa hobetu eta ostalariaren metabolismoan eta immunitatean eragina izan dezakete 19. Aurretik aurkitu zen butirato, azetato eta propionatoaren gorotz-kontzentrazioak murriztu egiten zirela PDko pazienteetan HCekin alderatuta 17, eta hori bat dator gure emaitzekin. Gure ikerketak SCFAen jaitsiera aurkitu zuen ET duten pazienteetan, baina gutxi dakigu SCFAek ETren patologian duten eginkizunari buruz. Butiratoak eta propionatoak GPCRei lotu eta GPCRren menpeko seinaleztapenean eragina izan dezakete, hala nola MAPK eta NF-κB20 seinaleztapenean. Heste-garun ardatzaren oinarrizko kontzeptua da hesteetako mikrobioek jariatutako SCFAek ostalariaren seinaleztapenean eragina izan dezaketela, eta horrela hesteen eta garunaren funtzioan eragina izan dezaketela. Butiratoak eta propionatoak histona desazetilasa (HDAC) jardueran21 efektu inhibitzaile indartsuak dituztenez eta butiratoak transkripzio-faktoreen ligando gisa ere joka dezakeenez, ostalariaren metabolismoan, bereizketan eta ugalketan eragin zabalak dituzte, batez ere geneen erregulazioan duten eraginagatik22. SCFA eta gaixotasun neurodegeneratiboen ebidentzian oinarrituta, butiratoa hautagai terapeutikotzat hartzen da HDAC jarduera narriatua zuzentzeko duen gaitasunagatik, eta horrek neurona dopaminergikoen heriotza eragin dezake PD-n23,24,25. Animalien ikerketek ere frogatu dute azido butirikoak neurona dopaminergikoen endekapena saihesteko eta mugimendu-nahasteak hobetzeko duen gaitasuna PD ereduetan26,27. Azido propionikoak hanturazko erantzunak mugatzen dituela eta BBBaren osotasuna babesten duela ikusi da28,29. Ikerketek erakutsi dute azido propionikoak neurona dopaminergikoen biziraupena sustatzen duela rotenonaren toxikotasunari erantzunez PD ereduetan30 eta azido propionikoaren ahozko administrazioak neurona dopaminergikoen galera eta defizit motorrak erreskatatzen dituela PD duten saguetan31. Gutxi dakigu azido isobutirikoaren funtzioari buruz. Hala ere, azken ikerketa batek aurkitu zuen B. ovale-rekin saguak kolonizatzeak hesteetako SCFA edukia (azetatoa, propionatoa, isobutiratoa eta isobaleratoa barne) eta hesteetako GABA kontzentrazioa handitu zituela, hesteetako mikrobiotaren eta neurotransmisoreen hesteetako SCFA kontzentrazioen arteko lotura ezarri dela azpimarratuz32. ET-n, zerebeloan gertatzen diren aldaketa patologiko anormalen artean daude Purkinje zelulen axoi eta dendriten aldaketak, Purkinje zelulen desplazamendua eta galera, saski-zelulen axoietan aldaketak, Purkinje zelulen banaketarekin goranzko zuntz konexioetan anomaliak eta hortz-hezurreko GABA hartzaileetan aldaketak. nukleoetan, eta horrek zerebelotik datorren GABAergiko irteera gutxitzea dakar3,4,33. Ez dago argi SCFAk Purkinje zelulen neuroendekapenarekin eta zerebeloko GABA ekoizpenaren gutxitzearekin lotuta dauden ala ez. Gure emaitzek SCFA eta ET arteko lotura sendoa iradokitzen dute, baina zeharkako ikerketaren diseinuak ez du ondoriorik ateratzen SCFAren eta ETren gaixotasun-prozesuaren arteko kausa-harremanari buruz; Jarraipen-ikerketa longitudinal gehiago behar dira, gorotz-SCFAren neurketa seriatuak barne, baita mekanismoak aztertzen dituzten animalien ikerketak ere.
Uste da SCFAek koloneko muskulu leunaren uzkurdura estimulatzen dutela34. SCFA faltak idorreriaren sintomak okerrera egingo ditu, eta SCFArekin osatzeak idorreriaren sintomak hobetu ditzake PD35. Gure emaitzek ere lotura esanguratsua adierazten dute gorotzetako SCFA edukia gutxitzearen eta idorreria eta disfuntzio autonomikoaren igoeraren artean ET duten pazienteetan. Kasu-txosten batek aurkitu zuen mikrobiota transplanteak dardara esentziala eta heste narritagarriaren sindromea hobetu zituela 7. pazientean, hesteetako mikrobiotaren eta ETren arteko harreman estua iradokiz. Beraz, uste dugu gorotzetako SCFA/mikrobiotak ostalariaren hesteetako mugikortasunean eta nerbio-sistema autonomikoaren funtzioan eragina izan dezakeela.
Ikerketak aurkitu zuen ET-n gorotz-SCFA maila gutxitzeak Faecalibacterium (butiratoarekin lotuta) eta Streptobacterium (propionato, butirato eta isobutiratoarekin lotuta) ugaritasun txikiagoarekin lotuta zeudela. FDR zuzenketaren ondoren, erlazio hau esanguratsua izaten jarraitzen du. Faecalibacterium eta Streptobacterium SCFA ekoizten duten mikroorganismoak dira. Faecalibacterium butirato ekoizten duen mikroorganismoa dela ezagutzen da36, Catenibacter hartziduraren produktu nagusiak azetatoa, butiratoa eta azido laktikoa37 diren bitartean. Faecalibacterium ET eta HC taldeen % 100ean detektatu zen; ET taldearen ugaritasun erlatiboaren mediana % 2,06 izan zen eta HC taldearena % 3,28 (LDA 3,870). Kategoriako bakterioa HC taldearen % 21,6an (8/37) detektatu zen eta ET taldearen lagin bakarrean (1/35). Estreptobakterioen gutxitzeak eta detektaezinak ET-n gaixotasunaren patogenizitatearekin korrelazioa ere adieraz dezakete. Catenibacter espezieen ugaritasun erlatiboaren mediana % 0,07koa izan zen HC taldean (LDA 2,129). Horrez gain, azido laktikoaren bakterioak butirato fekalaren aldaketekin lotuta zeuden (P=0,016, P=0,096 FDR doikuntzaren ondoren), eta artritisaren hautagaia isobutiratoaren aldaketekin lotuta zegoen (P=0,016, P=0,072 FDR doikuntzaren ondoren). FDR zuzenketaren ondoren, korrelazio joera baino ez da geratzen, eta hori ez da estatistikoki esanguratsua. Laktobaziloak SCFA (azido azetikoa, azido propionikoa, azido isobutirikoa, azido butirikoa) ekoizleak direla ere ezagutzen dira 38 eta Candidatus Arthromitus T laguntzaile 17 (Th17) zelulen bereizketaren eragile espezifikoa da, Th1/2 eta Treg-ak immunitate-oreka /Th1739-rekin lotuta daudelarik. Duela gutxiko ikerketa batek iradokitzen du gorotz-pseudoartritisaren maila altuek koloneko hantura, hesteetako hesi-disfuntzioa eta hantura sistemikoa eragin dezaketela 40. Clostridium trichoides mailak handitu egin ziren ETn PDrekin alderatuta. Clostridium trichoides ugaritasuna azido isovalerikoarekin eta azido isobutirikoarekin korrelazio negatiboa zuela ikusi zen. FDR doikuntzaren ondoren, biak esanguratsuak mantendu ziren (P≥0.295). Clostridium pilosum hanturarekin lotuta dagoela ezagutzen den bakterioa da eta hesteetako hesi-disfuntzioan eragin dezake41. Aurreko ikerketak ET8 duten pazienteen hesteetako mikrobiotan izandako aldaketak jakinarazi zituen. Hemen, ETn SCFA-n izandako aldaketak ere jakinarazi ditugu eta hesteetako disbiosiaren eta SCFA-n izandako aldaketen arteko lotura identifikatzen dugu. SCFA maila gutxitzea estuki lotuta dago hesteetako disbiosiarekin eta dardararen larritasunarekin ETn. Gure emaitzek iradokitzen dute heste-garun ardatzak zeregin garrantzitsua izan dezakeela ETren patogenian, baina animalia-ereduetan ikerketa gehiago behar dira.
PD duten pazienteekin alderatuta, ET duten pazienteen azido isobaleriko eta isobutirikoaren maila baxuagoak dituzte gorotzetan. Azido isobalerikoaren eta azido isobutirikoaren konbinazioak ET identifikatu zuen PD-n 0,743ko AUC batekin (% 95eko CI: 0,629–0,857), % 74,3ko sentikortasunarekin eta % 62,9ko espezifikotasunarekin, eta horrek iradokitzen du ETren diagnostiko diferentzialean biomarkatzaile gisa izan dezaketen eginkizun potentziala. . Gorotzetako azido isobalerikoaren mailak alderantzizko korrelazioan zeuden FTM eta TETRAS puntuazioekin. Gorotzetako azido isobutirikoaren mailak alderantzizko korrelazioan zeuden FTM puntuazioekin. Azido isobutirikoaren mailen jaitsiera katobakterioen ugaritasunaren jaitsierarekin lotuta zegoen. Gutxi dakigu azido isobalerikoaren eta azido isobutirikoaren funtzioei buruz. Aurreko ikerketa batek erakutsi zuen B. ovale-rekin saguak kolonizatzeak hesteetako SCFA kopurua (azetatoa, propionatoa, isobutiratoa eta isobaleratoa barne) eta hesteetako GABA kontzentrazioak handitu zituela, mikrobiotaren eta hesteetako SCFA/neurotransmisoreen kontzentrazioen arteko heste-lotura azpimarratuz32. Interesgarria da, behatutako azido isobutirikoaren mailak antzekoak zirela PD eta HC taldeen artean, baina desberdinak zirela ET eta PD (edo HC) taldeen artean. Azido isobutirikoak ET eta PD bereiz zitzakeen 0,718ko AUC batekin (% 95eko CI: 0,599–0,836) eta ET eta NC identifikatu 0,655eko AUC batekin (% 95eko CI: 0,525–0,786). Gainera, azido isobutirikoaren mailak dardara-larritasunarekin korrelazionatzen dira, ET-rekin duen lotura are gehiago indartuz. Ahozko azido isobutirikoak ET duten pazienteen dardara-larritasuna murriztu dezakeen ala ez galderak azterketa gehiago merezi du.
Beraz, gorotz-AGK edukia murriztu egiten da ET duten pazienteetan eta ETren larritasun klinikoarekin eta hesteetako mikrobiotaren aldaketa espezifikoekin lotuta dago. Gorotz-propionatoa, butiratoa eta isobutiratoa ETren biomarkatzaile diagnostikoak izan daitezke, eta isobutiratoa eta isovaleratoa, berriz, ETren biomarkatzaile diagnostiko diferentzialak. Gorotz-isobutiratoaren aldaketak beste AGK batzuen aldaketak baino espezifikoagoak izan daitezke ETrentzat.
Gure ikerketak hainbat muga ditu. Lehenik eta behin, dieta-ereduek eta elikagai-lehentasunek mikrobiotaren adierazpenean eragina izan dezakete, populazio ezberdinetako ikerketa-lagin handiagoak behar dira, eta etorkizuneko ikerketek dieta-inkesta integral eta sistematikoak sartu beharko lituzkete, hala nola elikagai-maiztasun galdetegiak. Bigarrenik, zeharkako ikerketaren diseinuak ez du ondoriorik ematen AGKren eta ETren gaixotasun-prozesuaren arteko kausa-harremanari buruz. Gorotz-AGKen neurketa seriatuak dituzten epe luzeko jarraipen-ikerketa gehiago behar dira. Hirugarrenik, gorotz-AGKen mailen diagnostiko- eta diagnostiko-gaitasun diferentzialak balioztatu beharko lirateke ET, HC eta PD-ko lagin independenteak erabiliz. Etorkizunean, gorotz-lagin independente gehiago probatu beharko lirateke. Azkenik, gure kohorteko AGK zuten pazienteek gaixotasunaren iraupen nabarmen laburragoa izan zuten ET zuten pazienteek baino. Batez ere ET, PD eta HC adinaren, sexuaren eta GMIaren arabera lotu genituen. ET taldearen eta PD taldearen arteko gaixotasunaren bilakaeran aldea ikusita, AGK goiztiarra zuten 33 paziente eta ET zuten 16 paziente (gaixotasunaren iraupena ≤3 urte) ere aztertu genituen konparazio gehiago egiteko. AGKen taldeen arteko desberdintasunak, oro har, gure lehen mailako datuekin bat etorri ziren. Gainera, ez dugu korrelaziorik aurkitu gaixotasunaren iraupenaren eta SCFAren aldaketen artean. Hala ere, etorkizunean, hobe litzateke PD eta ET dituzten pazienteak hasierako fase batean eta gaixotasunaren iraupen laburragoarekin errekrutatzea, balidazioa lagin handiago batean osatzeko.
Ikerketa-protokoloa Shanghai Jiao Tong Unibertsitateko Medikuntza Eskolarekin lotutako Ruijin Ospitaleko Etika Batzordeak onartu zuen (RHEC2018-243). Parte-hartzaile guztien idatzizko baimen informatua lortu zen.
2019ko urtarriletik 2022ko abendura bitartean, Ruijin Ospitaleko Mugimendu Nahasteen Zentroko Klinikako 109 subjektu (37 ET, 37 PD eta 35 HC) sartu ziren ikerketa honetan, Shanghai Jiao Tong Unibertsitateko Medikuntza Eskolari atxikita. Irizpideak hauek ziren: (1) 25-85 urte bitarteko adina, (2) ET duten pazienteak MDS Lan Taldearen irizpideen arabera diagnostikatuak izatea 42 eta PD MDS irizpideen arabera diagnostikatuak izatea 43, (3) paziente guztiek ez zutela PDren aurkako sendagairik hartzen laginak bildu aurretik. (4) ET taldeak β-blokeatzaileak bakarrik edo erlazionatutako sendagairik ez hartzea gorotz-laginak bildu aurretik. Adinarekin, sexuarekin eta gorputz-masaren indizearekin (GMI) bat datozen HCak ere hautatu ziren. Bazterketa irizpideak hauek izan ziren: (1) begetarianoak, (2) elikadura eskasa, (3) digestio-aparatuko gaixotasun kronikoak (hesteetako hanturazko gaixotasuna, urdaileko edo duodenoko ultzerak barne), (4) gaixotasun kroniko larriak (tumore gaiztoak barne), bihotz-gutxiegitasuna, giltzurrunetako gutxiegitasuna, gaixotasun hematologikoak) (5) digestio-aparatuko ebakuntza nagusiaren historia, (6) jogurtaren kontsumo kronikoa edo erregularra, (7) probiotikoen edo antibiotikoen erabilera hilabetez, (8) kortikoideen, protoi-ponparen inhibitzaileen, estatinen, metforminaren, immunosupresoreen edo minbiziaren aurkako sendagaien erabilera kronikoa eta (9) entsegu klinikoetan eragina duen narriadura kognitibo larria.
Subjektu guztiek historia klinikoa, pisua eta altuerari buruzko informazioa eman zuten GMI kalkulatzeko, eta azterketa neurologikoa eta ebaluazio klinikoa egin zitzaien, hala nola Hamilton Antsietatearen Balorazio Eskala (HAMA) 44 antsietate puntuazioa, Hamilton Depresioaren Balorazio Eskala-17 puntuazioa (HAMD-17) 45. depresioa, idorreriaren larritasuna Wexner Idorreriaren Eskala 46 eta Bristol Aulkien Eskala 47 erabiliz eta errendimendu kognitiboa Mini-Mental State Examination (MMSE) 48 erabiliz. Parkinson Gaixotasunaren Sintoma Autonomikoen Ebaluazio Eskalak (SCOPA-AUT) 49 disfuntzio autonomikoa aztertu zuen TE eta PD zuten pazienteen artean. Fana-Tolos-Marin Dardara Klinikoaren Balorazio Eskala (FTM) eta Dardara Esentzialaren Balorazio Eskala (TETRAS) 50 Dardara Ikerketa Taldea (TRG) 50 aztertu ziren TE zuten pazienteen artean; Kinsonen Gaixotasunaren Balorazio Eskala (MDS-), United Parkinson's Disease Association-ek babestua; UPDRS 51 bertsioa eta Hoehn eta Yahr (HY) 52 bertsioa aztertu ziren.
Parte-hartzaile bakoitzari goizean gorotz-lagin bat biltzeko eskatu zitzaion, gorotzak biltzeko ontzi bat erabiliz. Ontziak izotzera eraman eta -80 °C-tan gorde prozesatu aurretik. SCFAren analisia Tiangene Biotechnology (Shanghai) Co., Ltd.-ren ohiko eragiketen arabera egin zen. 400 mg gorotz-lagin fresko bildu ziren subjektu bakoitzetik eta SCFAk erabiliz aztertu ziren, eho eta sonikazioaren ondoren. Gorotzetan hautatutako SCFAk gas-kromatografia-masa-espektrometria (GC-MS) eta likido-kromatografia-tandem MS (LC-MS/MS) erabiliz aztertu ziren.
DNA 200 mg-ko laginetatik erauzi zen QIAamp® Fast DNA Stool Mini Kit (QIAGEN, Hilden, Alemania) erabiliz, fabrikatzailearen argibideen arabera. Mikrobioen konposizioa gorotzetatik isolatutako DNAn 16 S rRNA genea sekuentziatuz zehaztu zen, V3-V4 eskualdea anplifikatuz. DNA probatu lagina % 1,2ko agarosa gel batean exekutatuz. 16S rRNA genearen polimerasa-kate-erreakzio (PCR) anplifikazioa bakterioen primer unibertsalak (357 F eta 806 R) eta Novaseq plataforman eraikitako bi urratseko anplikoi liburutegi bat erabiliz egin zen.
Aldagai jarraituak batez besteko ± desbideratze estandar gisa adierazten dira, eta aldagai kategorikoak zenbaki eta ehuneko gisa. Levene-ren testa erabili genuen bariantzen homogeneotasuna probatzeko. Konparaketak bi aldeetako t probak edo bariantzaren analisia (ANOVA) erabiliz egin ziren, aldagaiak normal banatuta zeudenean, eta Mann-Whitney U proba ez-parametrikoak normaltasun edo homozedastizitate hipotesiak urratzen baziren. Hartzailearen funtzionamendu-kurbaren (ROC) azpiko azalera (AUC) erabili genuen ereduaren errendimendu diagnostikoa kuantifikatzeko eta SCFAk ET duten pazienteak HC edo PD dutenetatik bereizteko duen gaitasuna aztertzeko. SCFAren eta larritasun klinikoaren arteko erlazioa aztertzeko, Spearman korrelazio-analisia erabili genuen. Analisi estatistikoa SPSS softwarea (22.0 bertsioa; SPSS Inc., Chicago, IL) erabiliz egin zen, esangura-maila (P balioa eta FDR-P barne) 0,05ean ezarrita (bi aldeetakoa).
16 S sekuentziak Trimmomatic (0.35 bertsioa), Flash (1.2.11 bertsioa), UPARSE (v8.1.1756 bertsioa), mothur (1.33.3 bertsioa) eta R (3.6.3 bertsioa) softwarearen konbinazio bat erabiliz aztertu ziren. 16S rRNA genearen datu gordinak UPARSE erabiliz prozesatu ziren % 97ko identitatea duten unitate taxonomiko operatiboak (OTU) sortzeko. Taxonomiak Silva 128 erreferentziazko datu-base gisa erabiliz zehaztu ziren. Ugaritasun erlatiboaren datuen maila generikoa hautatu zen analisi gehiago egiteko. Diskriminazio-analisi lineala (LDA) efektu-tamainaren analisia (LEfSE) erabili zen taldeen arteko konparazioetarako (ET vs. HC, ET vs. PD), 0,05eko α atalasearekin eta 2,0ko efektu-tamainaren atalasearekin. LEfSE analisi bidez identifikatutako genero diskriminatzaileak erabili ziren SCFAren Spearman korrelazio-analisirako.
Ikerketaren diseinuari buruzko informazio gehiago lortzeko, ikus artikulu honekin lotutako Ikerketa Naturalaren Txostenaren Laburpena.
16S sekuentziazio datu gordinak Bioteknologia Informaziorako Zentro Nazionaleko (NCBI) BioProject datu-basean gordetzen dira (SRP438900: PRJNA974928), URLa: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Traces/study/?acc= SRP438900&o. =acc_s% 3Aa. Beste datu garrantzitsu batzuk egilearen eskura daude eskaera arrazoizkoaren arabera, hala nola lankidetza zientifikoak eta ikerketa-proiektu osoekin egindako truke akademikoak. Ez da daturik hirugarrenei transferitzea baimenduta gure baimenik gabe.
Trimmomatic (0.35 bertsioa), Flash (1.2.11 bertsioa), UPARSE (v8.1.1756 bertsioa), mothur (1.33.3 bertsioa) eta R (3.6.3 bertsioa) konbinazio batekin soilik kode irekikoa, lehenetsitako ezarpenak edo "Metodoa" atala erabiliz. Informazio gehigarria eman dakioke dagokion egileari eskaera arrazoizkoa eginez gero.
Pradeep S eta Mehanna R. Nahasmendu gastrointestinalak mugimendu hiperkinetikoen nahasmenduetan eta ataxian. Parkinson gaixotasunarekin lotuta. Nahasmena. 90, 125–133 (2021).
Louis, ED eta Faust, PL Dardara esentzialaren patologia: neuroendekapena eta konexio neuronalen berrantolaketa. Nat. Pastor Nirol. 16, 69–83 (2020).
Gironell, A. Dardara esentziala Gaba disfuntzioaren nahaste primarioa al da? Bai. nazioartekotasuna. Rev. Neuroscience. 163, 259–284 (2022).
Dogra N., Mani RJ eta Katara DP Heste-garun ardatza: bi seinaleztapen modu Parkinson gaixotasunean. Molekula zelularrak. Neurobiologia. 42, 315–332 (2022).
Quigley, EMM. Mikrobiota-garun-heste ardatza eta gaixotasun neurodegeneratiboak. current. Nellore. Neuroscience. Reports 17, 94 (2017).
Liu, XJ, Wu, LH, Xie, WR eta He, XX Gorotz-mikrobiota transplanteak aldi berean hobetzen ditu dardara esentziala eta heste narritagarriaren sindromea pazienteetan. Geriatric Psychology 20, 796–798 (2020).
Zhang P. et al. Dardara esentzialean hesteetako mikrobiotan gertatzen diren aldaketa espezifikoak eta Parkinson gaixotasunetik bereiztea. NPJ Parkinson gaixotasuna. 8, 98 (2022).
Luo S, Zhu H, Zhang J eta Wang D. Mikrobiotaren funtsezko eginkizuna neurona-glia-epitelio unitateen erregulazioan. Infekzioekiko erresistentzia. 14, 5613–5628 (2021).
Emin A. et al. Duodenoko alfa-sinukleinaren eta hesteetako gliosiaren patologia Parkinson gaixotasun progresiboan. Mugitu. Nahasmena. https://doi.org/10.1002/mds.29358 (2023).
Skorvanek M. et al. Alfa-sinukleina 5G4-ren aurkako antigorputzek Parkinson gaixotasun agerikoa eta Parkinson gaixotasun prodromikoa koloneko mukosan ezagutzen dituzte. mugitu. nahasmena. 33, 1366–1368 (2018).
Algarni M eta Fasano A. Dardara esentzialaren eta Parkinson gaixotasunaren kointzidentzia. Parkinson gaixotasunarekin lotuta. Nahasmena. 46, С101–С104 (2018).
Sampson, TR et al. Heste-mikrobiotak defizit motorrak eta neuroinflamazioa modulatzen ditu Parkinson gaixotasunaren ereduetan. Cell 167, 1469–1480.e1412 (2016).
Unger, MM et al. Kate laburreko gantz-azidoak eta hesteetako mikrobiota desberdinak dira Parkinson gaixotasuna duten pazienteen eta adinaren araberako kontrol-taldeen artean. Parkinson gaixotasunarekin lotuta. nahasmena. 32, 66–72 (2016).
Bleacher E, Levy M, Tatirovsky E eta Elinav E. Mikrobiomak ostalariaren immunitate-interfazean erregulatutako metabolitoak. J. Immunology. 198, 572–580 (2017).