Tarm-hjärnanslutning vid Alzheimers
Avbildning avslöjar tarm-hjärnanslutning vid Alzheimers sjukdom
Forskare under ledning av Institute of Nanotechnology i Italien, i samarbete med ESRF, European Synchroton i Grenoble, Frankrike, har upptäckt hur röntgenmikro- och nanotomografi kan ge ledtrådar om de processer som kopplar ihop tarmneuronerna med dem i hjärnan och kan utlösa Alzheimers.
Resultaten publiceras i Science Advances
Alzheimers sjukdom, den vanligaste typen av demens, är en neurodegenerativ sjukdom som kännetecknas av hjärnförändringar inklusive synaptisk förlust, kronisk inflammation och neuronal celldöd.
Under de senaste åren har forskare funnit bevis för att tarmen och hjärna kommunicerar genom nervcellerna som är placerade i båda organen. Dysfunktion i denna axel har kopplats till psykiatriska och neurologiska störningar, inklusive Alzheimers.
Tarmmikrobiotan, som refererar till mikroorganismerna i tarmkanalerna, spelar en nyckelroll för människors hälsa och påverkar hjärnans funktion, kognition och beteende.
"Det finns redan många studier som stöder att förändringar i tarmens sammansättning kan bira till Alzheimers debut och progression", förklarar Alessia Cedola, forskare från Institute of Nanotechnology i Italien och författare till artikeln.
Speciellt dysbios, som är den process genom vilken det sker en förlust av mikrobiell mångfald, inducerar förekomsten av farliga bakterier som producerar toxiska metaboliter som främjar inflammation, och följaktligen brytningen av tarm-/ hjärnbarriärerna.
"Huvudhypotesen är att förändringar utlöser flykten av dåliga bakterier från tarmen, kommer in i cirkulationen, når hjärnan och utlöser Alzheimers, men bevisen är fortfarande dåliga", tillägger Cedola.
Nu har forskare upptäckt att nano- och mikroröntgenfaskontrasttomografi (XPCT) är ett kraftfullt verktyg för att studera strukturella och morfologiska förändringar i tarmen, utan vävnadsmanipulation. Teamet kom till ESRF, European Synchrotron, i Grenoble, Frankrike, för att skanna prover på beamline ID16A.
Data från experimenten, delvis utförda även på Soleil, visade förändringar i cellöverflöd och organisation i vävnaderna, såväl som strukturella förändringar i olika vävnader hos möss som drabbats av Alzheimers.
Specifikt visade relevanta förändringar i villi och kryptor i tarmen, cellulära transformationer i Paneth och bägareceller, tillsammans med detektion av telocyter, neuroner, erytocyter och slemsekretion av bägareceller i tarmhålan.
Alla dessa element, när de fungerar korrekt, upprätthåller tarmhälsa, stödjer matsmältningen och skyddar tarmslemhinnan från skador.
"Denna teknik representerar ett verkligt genombrott för den grundliga analysen av tarmen, och den kan vara avgörande för tidig upptäckt och prognos av sjukdomen", säger Cedola.
Och hon tillägger: "Som en långvarig användare av ESRF kan jag intyga de otroliga möjligheter som den här anläggningen ger för spjutspetsforskning och nanoavbildning beamline, särskilt med EBS. Att komma till ESRF har varit avgörande för att främja vår förståelse av tarm-hjärnans axel vid Alzheimers sjukdom".
Tillsammans med forskarna Francesca Palermo och Claudia Balducci kommer nästa steg i denna forskning att vara att ytterligare utnyttja XPCT:s kapacitet för att studera hur tarmen kommunicerar med det centrala nervsystemet. Teamet syftar till att undersöka det enteriska nervsystemet och dess roll i Alzheimers sjukdom.
"Genom att få en djupare förståelse för dessa processer hoppas vi kunna identifiera nya terapeutiska mål och utveckla innovativa behandlingar för denna förödande sjukdom.
ESRF kommer utan tvekan att fortsätta att spela en avgörande roll i vår forskning, och vi ser fram emot många fler spännande upptäckter under de kommande åren", avslutar Cedola.
Denna forskning belyser vikten av biomedicinska studier vid ESRF, eftersom anläggningen syftar till att ytterligare stärka detta fokus under de kommande åren.
Kommentarer
Skicka en kommentar