מחלת אלצהיימר עשויה להשאיר סימנים מוקדמים במעיים, ממצא המחקר

טכנולוגיית הדמיה חדשה חשפה שינויים במעיים נסתרים באלצהיימר, וחשפה קישור פוטנציאלי במוח מעי שיכול לחולל מהפכה באבחון וטיפול מוקדם.

מחקר: בדיקת שינויים במעיים במחלת אלצהיימר: ניתוח מעמיק עם טומוגרפיה של ניגודיות רנטגן מיקרו וננו-3D. קרדיט תמונה: מרקו אליקסנדר / Shutterstock

מחלת האלצהיימר משפיעה על מעל 30 מיליון אנשים ברחבי העולם, ובכל זאת הגורמים העומדים בבסיס האטיולוגיה שלה נותרו לא ברורים. המחקר האחרון פנה למעיים, ובחן את תפקידה הפוטנציאלי בהתקדמותו של אלצהיימר. במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת התקדמות מדעיתצוות חוקרים מאיטליה וצרפת השתמש בטכניקות הדמיה מתקדמות כדי לחקור את ציר המוח במעי וחשף שינויים משמעותיים במעיים בשלושה מודלים של מחלת אלצהיימר מובחנת, ושפך אור על אופיו המורכב של המחלה.

רֶקַע

מחלת אלצהיימר היא הגורם המוביל לדמנציה ומאופיינת בירידה קוגניטיבית והידרדרות מוחית. למרות מחקר מקיף, הגורמים המדויקים שלה נותרו לא ברורים, והטיפולים הנוכחיים מציעים הקלה מוגבלת. מחקרים אחרונים הדגישו את ציר הבטן-מוח-מסלול התקשורת המקשר בין בריאות הבטן ותפקוד המוח-כתורם פוטנציאלי למחלת אלצהיימר.

מיקרוביומה של הבטן ממלאת תפקיד מכריע בשמירה על הבריאות הכללית והיא נקשרה לתפקוד הקוגניטיבי. בעוד שמחקרים בעבר מראים כי דיסביוזה – חוסר איזון בחיידקי מעיים – עשוי להשפיע על התקדמותו של אלצהיימר, המחקר הספציפי הזה התמקד בשינויים מבניים ותאים במעיים ולא בהרכב מיקרוביאלי. עדויות מצביעות על כך ששיבושים במיקרוביוטה של ​​מעי עלולים לקדם דלקת ולאפשר לחיידקים מזיקים להגיע למוח.

יתר על כן, שינויים במורפולוגיה של הבטן נצפו בקרב חולי מחלת אלצהיימר ובמודלים של בעלי חיים, מה שמרמז על קשר אפשרי בין בריאות הבטן לבין התנוונות עצבית.

על המחקר

בתקווה שהבנת האינטראקציות הללו בין מיקרוביומה של הבטן למוח עשויה לפתוח דרכים חדשות לאבחון מוקדם וטיפולים חדשניים למחלת אלצהיימר, המחקר הנוכחי חקר שינויים במעיים במודלים של מחלת אלצהיימר בטכניקות הדמיה מתקדמות, ובמיוחד מיקרו וננו הן טומוגרפיה תלת ממדית (תלת מימדית) טומוגרפיה שלב רנטגן (XPCT), שיטת הדמיה פורצת דרך המסוגלת להדמיה מבנית ברזולוציה גבוהה ולא פולשנית.

צוות המחקר בדק את הבטן של שלושה מודלים של עכברים מובחנים של מחלת אלצהיימר: APP/PS1 ו- APP23 עכברים, הנושאים מוטציות גנטיות אנושיות הקשורות לאלצהיימר משפחתי, ומודל SAMP8, המחקה את התנוונות העצבים הספוראדית, הקשורה לגיל. אלה הושוו לעומת ביקורת בריאה. האילום, קטע במעי הדק, נבחר למעורבותו שנצפתה בעבר בפתולוגיה של אלצהיימר.

שיטת XPCT אפשרה להדמיה תלת ממדית לא פולשנית, ברזולוציה גבוהה, תלת מימדית, וחשפה פרטים מורכבים של מבני מעיים מבלי לדרוש מכתים או חתך של רקמות. החלטות שונות הועסקו בכדי לתפוס מבנים אנטומיים מפורטים, החל מהתא לרמה של איבר כולו. יתרה מזאת, תהליך ההדמיה הכרוך בלכידת אלפי תחזיות, ששוחזרו אז לנפחי תלת מימד לניתוח. גישה זו אפשרה הדמיה של תכונות מעיים כמו VILLI, Crypts וסוגי תאים שונים, כולל תאי פנת ותאי גביע.

יתר על כן, מחקר זה היה בין הראשונים שהשתמשו ב- XPCT כדי לזהות שינויים בטלוציטים, סוג של תא ביניים המעורב בתיקון רקמות, מה שמרמז על שיבושים בהומאוסטזיס במעיים במחלת אלצהיימר. ה- XPCT איפשר גם זיהוי של רכיבי מערכת עצבים enteric כמו מקלעות המיינטריות והתת -סוקוזליות. בנוסף, המחקר סיפק תובנות חדשות לגבי תגובות חיסוניות במחלת אלצהיימר על ידי בחינת טלאי פייר ומזקיקי לימפואידים מבודדים, רקמות לימפואידיות הקשורות למעיים המעורבות במעקב חיסוני.

ניתוח ננו-XPCT של תאי הפנת והגביע. ((א) עיבוד תלת -ממדי מייצג של התצוגה האורך של קריפטה אחת של עכבר SAMR1. שכבת האפיתל של הקריפטה הועברה בירוק. תאי הפנת 'צבעוניים בצבע צהוב ותאי הגביע בכחול. סורגים בקנה מידה, 5 מיקרומטר. ((ב) ו- (ג) הצג עיבוד תלת מימד וקלוז-אפ של ננו-XPCT של תאי גביע ופנת, בהתאמה. אותו קוד צבע של (א) שימש לעיבוד התלת מימד המוצג ב- (b) ו- (c). בפירוט, גרעין תאי הגביע צבעוני בצבע כחול כהה והחלק האפיקי, מורחב בגרגירים המפריעים מוקין, המשתרע אל לומן המעי, ניתן בצבע תכלת. תא PANETH מציג את הצורה הפירמידלית הטיפוסית עם גרעין ממוקם בסיסי (כחול) וגרגירים אפיים בולטים (צהובים) התופסים את מרבית האזור הציטופלסמטי שלו. מקרוב Nano-XPCT ב- (B) מראים תאי גביע (מסומנים על ידי חצים) המפרשים ריר (כוכבים) בלומן המעי. סורגים בקנה מידה, 2.5 מיקרומטר. בתוך (ג), מבט רוחבי של קריפטה בה תאי הפנת מסודרים בתבנית רדיאלית (מודגשים על ידי תיבות הקו המקווקו). שחרורם של הגרגירים האנטי -מיקרוביאליים (נקודות שחורות, כוכבית) לומן נראה. סורגים בקנה מידה, 5 מיקרומטר. ((ד וכן ה) כימות תאי הגביע והפנת בקריפטים. התוצאות מתקבלות על 30 קריפט לעכבר (n = 1) ומוצגות כממוצע ± SD. ANOVA חד כיוונית P <0.0001; פוסט הוק מאת מבחן הפוסט -הוק של טוקי:*P <0.02, ** p <0.01, *** p <0.001, ו- **** p <0.0001.

תובנות והשלכות

המחקר מצא כי מחלת האלצהיימר קשורה לשינויים מבניים משמעותיים במעיים. הדמיה מתקדמת חשפה שינויים בווילי והקריפטים של הבטן, שהם מבנים מכריעים לספיגת חומרים מזינים ותגובה חיסונית.

במודלים של עכברים של מחלת אלצהיימר, הווילי נראה מוארך והקריפטים עמוקים יותר בהשוואה לביקורים בריאים, מה שמצביע על ארכיטקטורת המעי שיבשה. בנוסף, מחסום האפיתל המעי היה דק יותר באופן משמעותי, מה שלדעת החוקרים עלול לפגוע בתפקידי המגן של הבטן ולהגדיל את החדירות.

יתר על כן, שפע תאי פנת 'וגביע, הממלאים תפקידים בהגנה חיסונית והפרשת ריר, שונו בעיקר במודלים של אלצהיימר. התגלתה גם עלייה בתאים אלה, יחד עם שחרור ריר מוגבר, מה שמרמז על תגובה לתנאים דלקתיים במעיים. ממצאים אלה תואמים עם תצפיות קודמות לפיה תפקוד לקוי במעיים במחלת אלצהיימר עשוי להיות כרוך במרכיב דלקתי.

המחקר זיהה גם שינויים במערכת העצבים enteric, כאשר שינויים במבנה הנוירונים עלולים להשפיע על תנועתיות הבטן והאותות למוח. בנוסף, שונו המורפולוגיה ומספר הטלוציטים, מה שמרמז על ליקויים במנגנוני תיקון הבטן.

יתרה מזאת, המחקר מצא שינויים משמעותיים בטלאי פייר ובזקיקי הלימפה המבודדים, מכריעים למעקב חיסוני במעיים, מה שמצביע על כך שמחלת אלצהיימר עשויה לעורר תגובה חיסונית מוגברת במעיים.

מסקנות

בסך הכל, המחקר הדגים כי מחלת האלצהיימר פוגעת לא רק במוח אלא גם על היושרה המבנית של הבטן ותפקוד החיסון. מחקר זה הדגיש את הקשר הפוטנציאלי בין שינויים במעיים למחלת אלצהיימר ואת חשיבות בריאות הבטן בהפרעות ניווניות.

יתר על כן, על ידי חשיפת שינויים מבניים ותגובות חיסוניות במעיים, החוקרים הציעו כי שינויים אלה יכולים לשמש כסמנים ביולוגיים מוקדמים של מחלת אלצהיימר. הבנת האינטראקציות במוח הבטן הללו עלולה להוביל לטיפולים חדשניים שמטרתם להפחית את התקדמות האלצהיימר, ולהדגיש עוד יותר את חשיבותן של גישות הוליסטיות בטיפול במחלות נוירולוגיות מורכבות.