Ένα συγκεκριμένο βακτήριο του εντέρου που παράγει τοξίνες μπορεί να είναι υπεύθυνο τόσο για την έναρξη της σκλήρυνσης κατά πλάκας (ΣΚΠ) όσο και για τη συνεχιζόμενη δραστηριότητα της νόσου, σύμφωνα με μια νέα μελέτη με επικεφαλής μια ομάδα ερευνητών στο Weill Cornell Medicine και στο NewYork-Presbyterian.
Ποιο βακτήριο σχετίζεται με τη ΣΚΠ;
Η ομάδα συνεργάζεται με ερευνητές από την πανεπιστημιούπολη του Cornell’s Ithaca καθώς και από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο. το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Davis, και το Πανεπιστήμιο του Πίτσμπουργκ· και έχει μακρόχρονη συνεργασία με επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο Ροκφέλερ. Η εργασία, που δημοσιεύτηκε στο Journal of Clinical Investigation, προσδιορίζει το Clostridium perfringens που παράγει τοξίνη έψιλον σε ασυνήθιστα υψηλή αφθονία στο μικροβίωμα του εντέρου των ατόμων με ΣΚΠ.
Η μελέτη συνεχίζει να δείχνει ότι σε ένα προκλινικό μοντέλο σκλήρυνσης κατά πλάκας, η τοξίνη έψιλον ανοίγει τα αιμοφόρα αγγεία του εγκεφάλου επιτρέποντας στα φλεγμονώδη κύτταρα να αποκτήσουν πρόσβαση στο κεντρικό νευρικό σύστημα και να προκαλέσουν απομυελίνωση χαρακτηριστική της ΣΚΠ. Η σκλήρυνση κατά πλάκας είναι μια αναπηρική ασθένεια του κεντρικού νευρικού συστήματος που συνήθως εμφανίζεται στη νεαρή ενήλικη ζωή και επηρεάζει σχεδόν 1 εκατομμύριο ανθρώπους μόνο στις Ηνωμένες Πολιτείες.
Στην αρχή της πορείας της νόσου, η σκλήρυνση κατά πλάκας χαρακτηρίζεται από επεισοδιακές υποτροπές και υφέσεις νευρολογικών συμπτωμάτων, όπως απώλεια όρασης, αδυναμία και ανισορροπία. Αργότερα στην πορεία της νόσου, παρά τις πολυάριθμες προόδους στη θεραπεία, η ΣΚΠ τείνει να εξελίσσεται σε περίπου 40% των προσβεβλημένων ατόμων. «Υπάρχουν πολλά μυστήρια για τη σκλήρυνση κατά πλάκας», είπε ο συν-ανώτερος συγγραφέας Δρ. Timothy Vartanian, καθηγητής νευροεπιστήμης στο Weill Cornell Medicine.
«Γιατί μερικοί άνθρωποι παθαίνουν σκλήρυνση κατά πλάκας και άλλοι όχι, παρά την παρόμοια ή πανομοιότυπη γενετική; Τι εξηγεί την επεισοδιακή φύση των υποτροπών και των υφέσεων; Πώς στοχεύεται το κεντρικό νευρικό σύστημα και γιατί συγκεκριμένα η μυελίνη; Το Clostridium perfringens και η τοξίνη έψιλον μπορεί να εξηγήσουν πολλά από αυτά τα μυστήρια». Απαιτείται ένα περιβαλλοντικό έναυσμα για να εμφανιστεί η σκλήρυνση κατά πλάκας σε ένα γενετικά ευαίσθητο άτομο και η αφθονία του Clostridium perfringens που παράγει τοξίνη έψιλον σε άτομα με ΣΚΠ υποδηλώνει ότι θα μπορούσε να είναι ο ένοχος.
Τα στελέχη του Clostridium perfringens που παράγουν τοξίνη Έψιλον ζουν στο λεπτό έντερο και η τοξίνη έψιλον παράγεται μόνο για λίγο όταν το βακτήριο βρίσκεται σε φάση ανάπτυξης, ταιριάζοντας με την υποτροπιάζουσα διαλείπουσα φύση της ΣΚΠ. Ίσως το πιο αξιοσημείωτο είναι ότι η τοξίνη έψιλον στοχεύει ειδικά τα αιμοφόρα αγγεία του εγκεφάλου και τη μυελίνη, παρέχοντας έναν σαφή μηχανισμό δράσης της. Υπάρχουν αυξανόμενες ενδείξεις ότι τα στελέχη του Clostridium perfringens που παράγουν τοξίνη έψιλον θα μπορούσαν να είναι σχετικά περιβαλλοντικά παθογόνα για τη σκλήρυνση κατά πλάκας.
Όμως σύγχρονες μελέτες του μικροβιώματος του εντέρου σε άτομα με τη νόσο απέτυχαν να ανιχνεύσουν αυτά τα στελέχη. Στην τρέχουσα μελέτη, ο Yinghua Ma, επίκουρος καθηγητής έρευνας στη νευροεπιστήμη στο εργαστήριο Vartanian, οδήγησε την εργασία, μαζί με τους συν-επικεφαλείς συγγραφείς David Sannino και Jennifer Linden, δείχνοντας ότι πιο ευαίσθητες τεχνικές ανίχνευαν εύκολα αυτά. στελέχη στο μικροβίωμα του εντέρου της ΣΚΠ. «Προηγούμενες μελέτες θα χρησιμοποιούσαν μια μέθοδο όπου θα μπορούσατε να δείτε τα βακτηριακά είδη που βρίσκονται εκεί, αλλά δεν θα μπορούσατε στην πραγματικότητα να δείτε την τοξίνη ή μερικά από τα πιο λειτουργικά σχετικά μέρη του είδους», δήλωσε ο συν-ανώτερος συγγραφέας Christopher Mason, καθηγητής στο Weill Cornell Medicine.
Χρησιμοποιώντας εξαιρετικά ευαίσθητες τεχνικές ανίχνευσης DNA, ο Ma διαπίστωσε ότι τα άτομα με σκλήρυνση κατά πλάκας είναι πιο πιθανό να φέρουν C. perfringens που παράγει τοξίνη έψιλον στο λεπτό τους έντερο παρά σε υγιείς μάρτυρες. «Η ομάδα έφερε το πλήρες οπλοστάσιο της σύγχρονης μοριακής βιολογίας για να αντιμετωπίσει το ζήτημα της παθογένεσης και των πιθανών οδηγών της σκλήρυνσης κατά πλάκας», δήλωσε ο Mason, ο οποίος είναι επίσης καθηγητής νευροεπιστήμης στο Brain and Mind Research Institute στο Weill Cornell Medicine. Έχοντας διαπιστώσει αυτή τη συσχέτιση, οι ερευνητές εξέτασαν εάν η τοξίνη από μόνη της θα μπορούσε να προκαλέσει την ασθένεια.
Για αυτό, στράφηκαν σε ένα τυπικό μοντέλο ποντικιού σκλήρυνσης κατά πλάκας, στο οποίο τα ζώα έχουν προδιάθεση για αυτοάνοση, αλλά η νόσος που μοιάζει με σκλήρυνση κατά πλάκας εμφανίζεται μόνο εάν χορηγηθεί σε ποντίκια τοξίνη του κοκκύτη. Ο Ma αντικατέστησε την τοξίνη έψιλον με την τοξίνη του κοκκύτη και τα ζώα ανέπτυξαν μια ασθένεια που έμοιαζε περισσότερο με την ΠΣ σε σύγκριση με προηγούμενα μοντέλα.
«Το εύρημα ότι η τοξίνη έψιλον μπορεί να αντικαταστήσει την τοξίνη του κοκκύτη σε ένα μοντέλο ποντικού με σκλήρυνση κατά πλάκας είναι πολύ συναρπαστικό», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Gregory F. Sonnenberg, ο Henry R. Erle, M.D.-Roberts Family Associate Professor of Medicine και μέλος του Jill Roberts Institute for Research in Inflammatory Bowel Disease at Weill Cornell Medicine.
«Δεν προωθεί μόνο ένα πιο σχετικό μοντέλο για τη μελέτη της ΣΚΠ, αλλά καθορίζει κριτικά έναν νέο καθοριστικό παράγοντα που προέρχεται από μικροβία που προκαλεί κατάρρευση του ανοσοποιητικού προνομίου στο κεντρικό νευρικό σύστημα για την έναρξη της απομυελινωτικής νόσου».
«Η τοξίνη έψιλον λειτουργεί στο πολύ πρώιμο στάδιο του σχηματισμού αλλοιώσεων της ΣΚΠ», είπε ο Vartanian, ο οποίος είναι επικεφαλής του τμήματος Πολλαπλής Σκλήρυνσης και Νευροανοσολογίας στο Τμήμα Νευρολογίας στο Weill Cornell Medicine. «Μια θεραπεία που εξουδετερώνει την τοξίνη έψιλον μπορεί να σταματήσει τη δραστηριότητα της νέας νόσου των ασθενών μας, πολύ πιο αποτελεσματικά από τις τρέχουσες μεθόδους θεραπείας που καταστέλλουν ή ρυθμίζουν το ανοσοποιητικό σύστημα». «Στο άμεσο μέλλον, μας οδηγεί το αίσθημα του επείγοντος να λάβουμε πιο αποτελεσματικές και ασφαλέστερες θεραπείες σε άτομα με σκλήρυνση κατά πλάκας», είπε ο Vartanian.