Mối liên quan giữa hệ vi sinh vật đường ruột với bệnh Alzheimer

Bài viết bởi Tiến sĩ Phạm Anh Tuấn - Viện nghiên cứu Tế bào gốc và Công nghệ Gen Vinmec

Bệnh Alzheimer là nguyên nhân phổ biến nhất của chứng sa sút trí tuệ và vẫn vô phương cứu chữa. Ở châu Âu, nó ảnh hưởng trực tiếp đến gần một triệu người, và gián tiếp đến hàng triệu thành viên trong gia đình cũng như toàn xã hội. Trong những năm gần đây, giới khoa học đã nghi ngờ rằng hệ vi sinh vật đường ruột đóng một vai trò trong sự tiến triển của bệnh.

Một nhóm từ Đại học Geneva (UNIGE) và Bệnh viện Đại học Geneva (HUG) ở Thụy Sĩ, cùng với các đồng nghiệp người Ý từ Trung tâm Nghiên cứu và Chăm sóc Quốc gia về Bệnh Alzheimer và Bệnh tâm thần Fatebenefratelli ở Brescia, Đại học Naples và Trung tâm nghiên cứu IRCCS SDN ở Naples, xác nhận mối tương quan, ở người, giữa sự mất cân bằng trong hệ vi sinh vật đường ruột và sự phát triển của các mảng amyloid trong não, là nguồn gốc của các rối loạn thoái hóa thần kinh đặc trưng của bệnh Alzheimer. Các protein được sản xuất bởi một số vi khuẩn đường ruột, được phát hiện trong máu của bệnh nhân, thực sự có thể thay đổi sự tương tác giữa các hệ thống miễn dịch, thần kinh và gây ra bệnh.

Những kết quả được công bố trên Tạp chí Bệnh Alzheimer này, giúp chúng ta có thể hình dung ra các chiến lược phòng ngừa mới dựa trên sự điều chỉnh hệ vi sinh vật của những người có nguy cơ mắc bệnh.

Phòng thí nghiệm nghiên cứu của Giáo sư Giovanni Frisoni (giám đốc Trung tâm Trí nhớ Bệnh viện Đại học Geneva và là giáo sư tại Khoa Phục hồi chức năng và Lão khoa của Khoa Y học, Đại học Geneva) đã làm việc trong vài năm nay về ảnh hưởng tiềm tàng của hệ vi sinh vật đường ruột lên não, và đặc biệt hơn là các bệnh thoái hóa thần kinh. Ông giải thích: “ Chúng tôi đã chứng minh rằng thành phần hệ vi sinh vật đường ruột ở những bệnh nhân mắc bệnh Alzheimer đã bị thay đổi so với những người không bị rối loạn như vậy. "Hệ vi sinh vật của chúng thực sự đã làm giảm sự đa dạng vi sinh vật, với sự đại diện quá mức của một số vi khuẩn nhất định và sự giảm mạnh các vi sinh vật khác. Hơn nữa, chúng tôi cũng đã phát hiện ra mối liên quan giữa hiện tượng viêm được phát hiện trong máu, một số vi khuẩn đường ruột và bệnh Alzheimer; do đó giả thuyết mà chúng tôi muốn kiểm tra ở đây: liệu chứng viêm trong máu có thể là chất trung gian giữa hệ vi sinh vật và não không? "

Bộ não bị ảnh hưởng

Vi khuẩn đường ruột có thể ảnh hưởng đến hoạt động của não và thúc đẩy sự thoái hóa thần kinh thông qua một số con đường như: chúng thực sự có thể ảnh hưởng đến sự điều hòa của hệ thống miễn dịch và do đó, có thể thay đổi sự tương tác giữa hệ thống miễn dịch và hệ thống thần kinh. Lipopolysaccharides, một loại protein nằm trên màng vi khuẩn có đặc tính chống viêm, đã được tìm thấy trong các mảng amyloid và xung quanh các mạch máu trong não của những người bị bệnh Alzheimer.

Ngoài ra, hệ vi sinh vật đường ruột tạo ra các chất chuyển hóa ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến chức năng não - đặc biệt là một số axit béo chuỗi ngắn - có đặc tính bảo vệ thần kinh và chống viêm.

"Để xác định xem liệu các chất trung gian gây viêm và các chất chuyển hóa của vi khuẩn có tạo nên mối liên hệ giữa hệ vi sinh vật đường ruột và bệnh lý amyloid trong bệnh Alzheimer hay không, chúng tôi đã nghiên cứu một nhóm thuần tập gồm 89 người từ 65 đến 85 tuổi. Một số bị bệnh Alzheimer hoặc các bệnh thoái hóa thần kinh khác gây ra các vấn đề về trí nhớ, còn một số khác thì không có bất kỳ vấn đề gì. Moira Mazzoni, nhà nghiên cứu tại Trung tâm Fatebenefratelli ở Brescia và là tác giả đầu tiên của công trình này, cho biết. "Sử dụng hình ảnh PET, đã đo mức độ lắng đọng amyloid và sau đó định lượng các protein và chỉ thị gây viêm được tạo ra bởi vi khuẩn đường ruột, chẳng hạn như lipopolysaccharides và axit béo chuỗi ngắn, trong máu của bệnh nhân."

Một mối tương quan rất rõ ràng

Moira Mazzoni giải thích: “Kết quả của nghiên cứu là không thể chối cãi: một số sản phẩm vi khuẩn của hệ vi sinh vật đường ruột có tương quan với số lượng mảng amyloid trong não. "Thật vậy, nồng độ lipopolysaccharide trong máu cao và một số axit béo chuỗi ngắn (acetate và valerate) có liên quan đến cả hai khối amyloid lớn trong não. Ngược lại, nồng độ cao của một axit béo chuỗi ngắn khác, butyrate, có ít liên quan đến bệnh lý amyloid hơn."

Do đó, công trình nghiên cứu này cung cấp bằng chứng về mối liên quan giữa một số protein của hệ vi sinh vật đường ruột và bệnh lý tích tụ amyloid ở não thông qua hiện tượng viêm trong máu. Các nhà khoa học sẽ làm việc để xác định các vi khuẩn cụ thể, hoặc một nhóm vi khuẩn, có liên quan đến hiện tượng này.

Một chiến lược dựa trên phòng ngừa

Khám phá này mở đường cho các chiến lược bảo vệ đột phá có khả năng cao - ví dụ, thông qua việc đưa vào một loại cocktail vi khuẩn, hoặc pre-biotics để nuôi vi khuẩn "tốt" trong ruột của chúng ta.

Giáo sư Frisoni nói: “Tuy nhiên, chúng ta không nên quá vội mừng. "Thật vậy, trước tiên chúng ta phải xác định được chủng loại cocktail. Sau đó, tác dụng bảo vệ thần kinh chỉ có thể có hiệu quả ở giai đoạn rất sớm của bệnh, nhằm mục đích phòng ngừa hơn là liệu pháp.

Tuy nhiên, chẩn đoán sớm vẫn là một trong những thách thức chính trong việc quản lý các bệnh thoái hóa thần kinh, vì các quy trình phải được phát triển để xác định những người có nguy cơ cao và điều trị tốt cho họ trước khi xuất hiện các triệu chứng có thể phát hiện được. "Nghiên cứu này cũng là một phần của sự nỗ lực dự phòng rộng hơn được tiến hành bởi Khoa Y Đại học Geneva và Trung tâm Trí nhớ Bệnh viện Đại học Geneva.

Tài liệu tham khảo:

• Moira Marizzoni, Annamaria Cattaneo, Peppino Mirabelli, Cristina Festari, Nicola Lopizzo, Valentina Nicolosi, Elisa Mombelli, Monica Mazzelli, Delia Luongo, Daniele Naviglio, Luigi Coppola, Marco Salvatore, Giovanni B. Frisoni (2020) Short-Chain Fatty Acids and Lipopolysaccharide as Mediators Between Gut Dysbiosis and Amyloid Pathology in Alzheimer’s Disease. Journal of Alzheimer's Disease; 78 (2): 683
• Moir RD, Lathe R, Tanzi RE (2018) The antimicrobial protection hypothesis of Alzheimer’s disease. Alzheimer’s Dement 14, 1602-1614.
• Welling MM, Nabuurs RJA, van der Weerd L (2015) Potential role of antimicrobial peptides in the early onset of Alzheimer’s disease. Alzheimer’s Dement 11, 51-57
• Vogt NM, Kerby RL, Dill-McFarland KA, Harding SJ, Mer luzzi AP, Johnson SC, Carlsson CM, Asthana S, Zetterberg H, Blennow K, Bendlin BB, Rey FE (2017) Gut microbiome alterations in Alzheimer’s disease. Sci Rep 7, 13537
• Cattaneo A, Cattane N, Galluzzi S, Provasi S, Lopizzo N, Festari C, Ferrari C, Guerra UP, Paghera B, Muscio C, Bianchetti A, Volta GD, Turla M, Cotelli MS, Gennuso M, Prelle A, Zanetti O, Lussignoli G, Mirabile D, Bellandi D, Gentile S, Belotti G, Villani D, Harach T, Bolmont T, Padovani A, Boccardi M, Frisoni GB (2017) Association of brain amyloidosis with pro-inflammatory gut bacterial taxa and peripheral inflammation markers in cognitively impaired elderly. Neurobiol Aging 49, 60-68