Specifične crevne bakterije koje proizvode toksine mogu biti odgovorne i za izazivanje pojave multiple skleroze (MS) i za stalnu aktivnost bolesti, prema novoj studiji koju je vodio tim istraživača iz Veill Cornell Medicine i NewYork-Presbiterian.
Tim radi sa istražiteljima iz kampusa Cornell’s Ithaca, kao i sa Univerziteta Kalifornije u San Dijegu; Univerzitet Kalifornije, Dejvis, i Univerzitet u Pitsburgu; i ima dugogodišnju saradnju sa naučnicima na Univerzitetu Rokfeler.
Rad, objavljen u Journal of Clinical Investigation, identifikuje Clostridium perfringens koji proizvodi epsilon toksin u neobično velikoj količini u mikrobiomu creva ljudi sa MS. Studija dalje pokazuje da u pretkliničkom modelu MS, epsilon toksin otvara krvne sudove mozga omogućavajući inflamatornim ćelijama da dobiju pristup centralnom nervnom sistemu i uzrokuju demijelinizaciju karakterističnu za MS.
MS je onesposobljavajuća bolest centralnog nervnog sistema koja se obično javlja u mlađoj odrasloj dobi i pogađa skoro milion ljudi samo u Sjedinjenim Državama. Rano u toku bolesti, MS karakterišu epizodični recidivi i remisije neuroloških simptoma, uključujući gubitak vida, slabost i neravnotežu. Kasnije u toku bolesti, uprkos brojnim napretcima u lečenju, MS ima tendenciju da napreduje kod približno 40% obolelih osoba.
„Postoji mnogo misterija za MS“, rekao je ko-stariji autor dr Timoti Vartanian, profesor neuronauke u Feil porodičnom institutu za istraživanje mozga i uma u Veill Cornell Medicine. „Zašto neki ljudi dobijaju MS, a drugi ne, uprkos sličnoj ili identičnoj genetici? Šta objašnjava epizodičnu prirodu relapsa i remisija? Kako je usmeren centralni nervni sistem i zašto baš mijelin? Clostridium perfringens i epsilon toksin mogu objasniti mnoge ovih misterija“.
Potreban je ekološki okidač da bi se MS pojavila kod genetski podložnih pojedinaca, a obilje Clostridium perfringensa koji proizvodi epsilon toksin kod ljudi sa MS sugeriše da bi to mogao biti krivac. Sojevi Clostridium perfringens koji proizvode epsilon toksin žive u tankom crevu, a epsilon toksin se proizvodi samo nakratko kada je bakterija u fazi rasta, što se uklapa u relapsnu remitentnu prirodu MS. Možda je najvažnije, epsilon toksin specifično cilja na krvne sudove mozga i mijelin, obezbeđujući jasan mehanizam njegovog delovanja.
Uprkos rastućim dokazima da sojevi Clostridium perfringens koji proizvode epsilon toksin mogu biti relevantni ekološki patogeni za MS, moderne studije mikrobioma creva kod ljudi sa bolešću nisu uspele da otkriju ove sojeve. U trenutnoj studiji, Jinghua Ma, pomoćnik profesora istraživanja neuronauke u Vartanian laboratoriji, vodio je rad, zajedno sa vodećim autorima Davidom Sanninom i Jennifer Linden iz Instituta za istraživanje mozga i uma, pokazujući da su osetljivije tehnike lako otkrile ove sojevi u mikrobiomu creva MS.
„Prethodne studije bi koristile metodu u kojoj ste mogli da vidite bakterijske vrste koje su tamo, ali zapravo niste mogli da vidite toksin ili neke od funkcionalno relevantnijih delova vrste“, rekao je ko-stariji autor Kristofer Mejson, profesor fiziologije i biofizike i ko-direktor VorldKuant Initiative za kvantitativno predviđanje u Veill Cornell Medicine.
Koristeći visokoosetljive tehnike detekcije DNK, Ma je otkrio da ljudi sa MS verovatnije nose C. perfringens koji proizvodi epsilon toksin u svojim tankim crevima nego zdrave kontrolne grupe.
„Tim je doneo punu opremu moderne molekularne biologije kako bi se pozabavio pitanjem patogeneze i mogućih pokretača multiple skleroze“, rekao je Mejson, koji je takođe profesor neuronauke u Institutu za istraživanje mozga i uma u Veill Cornell Medicine. Nakon što su ustanovili ovu korelaciju, istraživači su testirali da li sam toksin može izazvati bolest.
Za to su se okrenuli standardnom mišjem modelu MS u kojem su životinje predisponirane na autoimunost, ali bolest slična MS se javlja samo ako se miševima daju i toksini za pertusis. Ma je zamenio toksin pertusisa epsilon toksinom i životinje su razvile bolest koja je više ličila na MS u poređenju sa prethodnim modelima.
„Otkriće da epsilon toksin može da zameni toksin pertusisa u mišjem modelu MS je veoma uzbudljivo“, rekao je koautor Gregori F. Sonenberg, Henri R. Erle, vanredni profesor medicine MD-Roberts porodice i član Jill Roberts institut za istraživanje inflamatorne bolesti creva u Veill Cornell Medicine.
„To ne samo da unapređuje relevantniji model za proučavanje MS, već kritički definiše novu determinantu izvedenu iz mikroba koja provocira slom imunoloških privilegija u centralnom nervnom sistemu za pokretanje demijelinizirajuće bolesti.“
„Epsilon toksin funkcioniše u najranijoj fazi formiranja MS lezija“, rekao je Vartanian, koji je takođe šef Odeljenja za multiplu sklerozu i neuro-imunologiju na Odeljenju za neurologiju u Veill Cornell Medicine i neurolog u NevIork-Presbiterian/Veill Cornell Medicinski centar. „Tretman koji neutrališe epsilon toksin može zaustaviti aktivnost novih bolesti naših pacijenata, daleko efikasnije od trenutnih modaliteta lečenja koji potiskuju ili moduliraju imuni sistem.“
„U neposrednoj budućnosti, vođeni smo osećajem hitnosti da dobijemo efikasnije i bezbednije terapije za ljude sa MS“, rekao je Vartanian.
