Пробиотическая бактерия под названием Lacticaseibacillus rhamnosus HA-114 предотвращает нейродегенерацию у червя C. elegans, животной модели, используемой для изучения бокового амиотрофического склероза (БАС).
Это открытие нового исследования канадского Исследовательского центра CHUM (CRCHUM) под руководством профессора нейробиологии Университета Монреаля Алекса Паркера, опубликованное в журнале Communications Biology.
Он и его команда предполагают, что нарушение метаболизма липидов способствует этой церебральной дегенерации, и показывают, что нейропротекция, обеспечиваемая HA-114, некоммерческим пробиотиком, уникальна по сравнению с другими испытанными штаммами того же бактериального семейства.
«Когда мы добавляем его в рацион нашей модели на животных, мы замечаем, что он подавляет прогрессирование дегенерации двигательных нейронов», — сказал Паркер, ведущий автор исследования. «Особенность HA-114 заключается в содержании жирных кислот».
Обеспечивая передачу сигналов мышцам, чтобы они сокращались, двигательные нейроны , которые являются нервными клетками, позволяют нам двигать телом по желанию.
У людей с БАС наблюдается постепенное ухудшение состояния двигательных нейронов. Это приводит к тому, что они теряют свои мышечные способности вплоть до полного паралича, а средняя продолжительность жизни после постановки диагноза составляет всего от 3 до 5 лет.
Почти 3000 человек в Канаде больны БАС.
«Недавние исследования показали, что нарушение микробиоты кишечника, вероятно, связано с возникновением и прогрессированием многих неизлечимых нейродегенеративных заболеваний, включая БАС», — пояснил Паркер.
Идентификация нейропротекторных бактериальных штаммов может стать основой для новых методов лечения.
Вопрос диеты
Центральное место в этом научном проекте занимает Одри Лабарр, первый автор исследования, научный сотрудник с докторской степенью, который усердно работает над продвижением исследований БАС, сосредоточив внимание на дегенерации двигательных нейронов у червей C. elegans.
Имея длину всего один миллиметр и разделяя 60% своего генетического состава с людьми, эти нематоды были генетически модифицированы генами, связанными с БАС, для целей исследования CRCHUM.
Чтобы изучить нейропротекторные эффекты пищевой добавки на основе пробиотиков на этой животной модели, Лабарр протестировал в общей сложности 13 различных бактериальных штаммов и три комбинации штаммов.
HA-114 выделялся из общей массы. Действие пробиотика помогло уменьшить двигательные расстройства у моделей с БАС, а также с болезнью Гентингтона, другим нейродегенеративным заболеванием.
Два гена в игре
Опираясь на данные генетического исследования, геномного профилирования , поведенческого анализа и изображений микроскопии , научная группа определила два гена, acdh-1 и acs-20, которые играют ключевую роль в этом нейрозащитном механизме.
Им удалось выполнить эту кропотливую работу благодаря сотрудничеству с Мартиной Тетрео, исследователем CRCHUM, и Матье Руисом, исследователем из Исследовательского центра Монреальского института сердца.
Существуя в эквивалентных формах у людей, оба гена участвуют в метаболизме липидов и бета-окислении, процессе, посредством которого жирные кислоты расщепляются на энергию в митохондриях, настоящих клеточных электростанциях.
«Мы считаем, что жирные кислоты, поставляемые HA-114, попадают в митохондрии независимым, нетрадиционным путем, — сказал Паркер. — При этом они восстанавливают баланс нарушенного энергетического метаболизма при БАС и приводят к уменьшению нейродегенерации».
Группа исследователей в настоящее время проводит аналогичные исследования на животной модели, более сложной, чем червь C. elegans: на мышах.
Затем они проверят в клинических условиях , может ли HA-114 быть терапевтическим дополнением к существующим методам лечения БАС. Преимущество в том, что пробиотики, в отличие от лекарств, имеют мало побочных эффектов.
С этой целью начиная с весны 2023 года будет проведено общеканадское клиническое исследование со штаб-квартирой в CRCHUM под руководством директора клиники БАС доктора Женевьев Матте с участием 100 человек.
