Gemeinsame Forschung zielt darauf ab, die Darm-Hirn-Verbindung zu knacken

Im rechten (GI-)Trakt

Dysbiose ist ein Ungleichgewicht des Darmmikrobioms, das mit verschiedenen Erkrankungen von Herzerkrankungen bis hin zu Autismus in Verbindung gebracht wird, und ichEs wurden Zusammenhänge zwischen erhöhter Darmpermeabilität (Leaky Gut) und psychotischen Störungen festgestellt. Wenn man bedenkt, dass das menschliche Darmmikrobiom über 1,000 Bakterienarten umfasstEs gibt keinen Mangel an Tätern, gegen die ermittelt werden muss.

Zum Beispiel sulfatreduzierende Bakterien, wie z Desulfovibrionaceae Familie, helfen dabei, zahlreiche Körperfunktionen auf einem normalen Niveau zu regulieren. Eine Zunahme sulfatreduzierender Bakterien kann jedoch die Darmbarriere schädigen und möglicherweise die Aggregation von Alpha-Synuclein auslösen – einem Protein, das der Hauptbestandteil abnormaler Ablagerungen, sogenannter Lewy-Körperchen, im Gehirn ist. Wo diese Proteinaggregate im Körper landen, hat viel damit zu tun, welche Symptome bei Menschen auftreten und wie schnell die Symptome fortschreiten.

Es ist immer noch umstritten, ob die Pathologie der Parkinson-Krankheit im Darm beginnen könnte, aber Forschung aus meinem Labor und andere zeigen, dass diese Möglichkeit mehr als machbar ist.

Hohes Wirkungspotenzial der Darm-Hirn-Forschung

Jede neue Studie bringt uns der Entdeckung der Grundursachen mehrerer schwächender Krankheiten einen Schritt näher. Aber es gibt noch viele wichtige Fragen im Bereich der Darm-Gehirn-Gesundheit, die noch darauf warten, beantwortet zu werden.

Zukünftige Entdeckungen werden zumindest dazu beitragen, die Behandlungen zu verbessern. Beispielsweise verlieren aktuelle Medikamente gegen die Parkinson-Krankheit mit der Zeit an Wirksamkeit, was teilweise auf eine Dysbiose zurückzuführen ist. Herauszufinden, auf welchen Aspekt der Dysbiose man abzielen sollte, könnte die Wirksamkeit von Medikamenten verbessern.

Im vielversprechendsten Szenario könnten wir feststellen, dass Dysbiose und Leaky Gut eine eher kausale Rolle als frühe Krankheitsmechanismen spielen, was zu Behandlungen führen würde, die die Parkinson-Krankheit oder Demenz mit Lewy-Körperchen verhindern, bevor das Gehirn beeinträchtigt wird.

Den Fokus auf andere Symptome verlagern

Mein Labor interessiert sich für die Mechanismen, die Lewy-Körperchen-Erkrankungen auslösen, die sich auf unterschiedliche Weise manifestieren. Zum Beispiel die erste Anzeichen einer Parkinson-Krankheit sind in der Regel motorische Symptome, wohingegen frühe Symptome von Demenz mit Lewy-Körpern sind typischerweise kognitiv. Manche Patienten mit Parkinson bleiben jahrzehntelang stabil, während die Krankheit bei anderen schnell fortschreitet. Wir können das „Warum“ hinter diesen Unterschieden noch nicht beantworten, daher gehen wir das Problem aus den vielversprechendsten Blickwinkeln an.

Bei der Parkinson-Krankheit konzentrieren sich aktuelle Behandlungen auf typische motorische Symptome wie Zittern. Aber das Feld verlagert sich hin zu nichtmotorischen Symptomen wie kognitiven Beeinträchtigungen und Funktionsstörungen des autonomen Nervensystems. Diese treten außerhalb des Gehirns auf und können die Herz-Kreislauf- und Magen-Darm-Funktion beeinträchtigen.

In meinem Labor sind wir besonders daran interessiert, die gastrointestinale Dysfunktion und die zerebrovaskuläre Dysfunktion besser zu verstehen – zwei Bereiche, die noch wenig erforscht sind. Wir wollen die Faktoren aufdecken, die zu unterschiedlichen Symptomen und unterschiedlichen Fortschrittsgeschwindigkeiten dieser Erkrankungen führen.

Mit Forschung dem Problem auf den Grund gehen

Forscher untersuchen immer noch, ob Darmfunktionsstörungen wie Dysbiose und Leaky Gut sekundäre Krankheitsprozesse sind oder ob sie deren Ursachen sind. Um dieses Rätsel zu lösen, lässt mein Labor eine ursprüngliche Theorie der Parkinson-Krankheit wieder aufleben. Diese Theorie besagt, dass sich ein unbekannter Krankheitserreger (von dem wir heute wissen, dass es sich um Alpha-Synuclein-Aggregate handelt) im Darm entwickelt und ins Gehirn gelangt. Indem wir zunächst den Darm untersuchen, hoffen wir, die Ursachen – oder zumindest die Einflussfaktoren – von Krankheiten zu finden.

Unsere bevorstehende R01-Studie der National Institutes of Health wird Dysbiose und Leaky Gut untersuchen. Wir nehmen an, dass eine Blüte sulfatreduzierender Bakterien ein wichtiger Faktor bei Lewy-Körperchen-Erkrankungen ist. Diese Forschung ist grundlegend und zielt darauf ab, Faktoren zu identifizieren, die eine weitere Untersuchung erfordern, damit wir dem gastrointestinalen Ungleichgewicht und seinen Komplikationen auf den Grund gehen können. 

Wir werten Blutproben, Stuhlproben, Urinproben und Laktulose-Atemtests der Patienten aus und nutzen auch neuropsychologische Tests und Neuroimaging. Durch die Analyse dieser Ergebnisse können wir erkennen, welche Faktoren früh im Krankheitsverlauf vorhanden sind, wie sie sich in späteren Stadien verhalten und ob sie mit klinischen Ergebnissen verbunden sind.

Diese Forschung wird uns helfen, die beitragenden Faktoren zu ermitteln und möglicherweise zu Behandlungen zu führen, die Krankheiten wie Parkinson zuvorkommen und sie behandeln können, bevor sie sich ausbreiten. An der Studie werden drei Kohorten teilnehmen (zusätzlich zu einer Gruppe gesunder Teilnehmer): eine Kohorte mit idiopathischen REM-Schlafverhaltensstörungen, eine Kohorte mit Parkinson-Krankheit und eine Kohorte mit Demenz und Lewy-Körperchen-Krankheit. 

Dozenten und Auszubildende unterstützen die Vorwärtsbewegung

Um dieses Forschungsprojekt auf den Weg zu bringen, war die Zusammenarbeit von Mentoren aus mehreren Disziplinen erforderlich:

• Sarah Pirio Richardson und Dr. Amanda Deligtisch in Neurologie
• Henry Lin und Alex Birg rein Gastroenterology
• Shanna Diaz in Schlafmedizin
• Andrew Mayer und Dr. Andrei Vakhtin von der Geistesforschungsnetzwerk

Diese enge, kollaborative Forschungsgemeinschaft ist der Grund, warum ich nach Abschluss meiner Postdoc-Arbeit in Neuropsychologie an der Stanford University an das UNM Health Sciences Center zurückgekehrt bin. Mein Ziel ist es, die Tradition fortzusetzen, Nachwuchsforscher zu unterstützen und ihnen bei der Entwicklung neuer Behandlungsmethoden zu helfen.

Auszubildende in meinem Labor sind jederzeit willkommen, ein eigenes Projekt zu entwickeln, und ich unterstütze sie gerne. Ich versuche, die Einbindung der Auszubildenden so zu gestalten, dass sie an Projekten teilnehmen, die sie interessieren, und Rollen übernehmen, die für ihre Karriere von Vorteil sind.

Zusätzlich zu den Ressourcen unserer Fakultät ist auch das Forschungsumfeld robust. Für Bewohner und Stipendiaten die interessiert sind ForschungsprojekteEs besteht ein enormes Potenzial, Teil lebensverändernder Entdeckungen zu sein. Das Mind Research Network hat die Infrastruktur zur Unterstützung der Magnetresonanztomographie (MRT), der Magnetenzephalographie (MEG) und Elektroenzephalogramm (EEG) und das Nene and Jamie Koch Comprehensive Zentrum für Bewegungsstörungen in der Abteilung für Neurologie verfügt über neue Geräte für transkranielle Magnetstimulationsstudien (TMS).

Diese bedeutenden Ressourcen spielen alle eine wichtige Rolle bei der Weiterentwicklung der Forschung, damit wir neue Behandlungen entwickeln können, die Patienten helfen, indem sie das Wissen über die Verbindung zwischen Darm und Gehirn erweitern.