Исследователи обнаружили, что молекула имидазол-пропионат (ImP), которую вырабатывают некоторые бактерии кишечника, может быть связана с повышенным риском болезни Альцгеймера и более быстрым ухудшением когнитивных функций у людей с деменцией. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications. Учёные считают, что ImP может стать мишенью для будущих методов профилактики и лечения.
К такому выводу пришли специалисты Университета Висконсина в Мэдисоне и их коллеги. Почти десять лет назад команда под руководством профессоров Барбары Бендлин и Федерико Рея установила, что состав кишечных микроорганизмов у людей с болезнью Альцгеймера отличается от микробиома здоровых участников. «С тех пор мы пытаемся понять, как эта разница в кишечнике может приводить к изменениям в мозге», — сказала Бендлин, профессор медицины Школы медицины и общественного здравоохранения Университета Висконсина.
ImP образуется, когда отдельные кишечные бактерии получают энергию из гистидина — аминокислоты, необходимой организму и содержащейся во многих продуктах, особенно богатых белком. Количество соединения у разных людей заметно различается. «Бактерии, производящие ImP, присутствуют у значительной части людей, но у большинства их немного. Однако за эти годы мы поняли, что микробу необязательно быть многочисленным, чтобы влиять на организм хозяина», — отметил Рей, профессор бактериологии Университета Висконсина.
Попав из кишечника в кровоток, молекула может достигать других органов. Ранее ImP связывали с диабетом второго типа и ишемической болезнью сердца. В новом эксперименте на мышах учёные выяснили, что проникновение соединения в мозг сопровождалось накоплением аномальных бета-амилоидных и тау-белков — двух ключевых признаков болезни Альцгеймера. «Этот процесс в конечном итоге приводит к гибели нейронов и у людей является важной особенностью болезни Альцгеймера», — сказал Рей.
Затем исследователи изучили образцы крови почти 1,2 тыс. участников Висконсинского регистра профилактики болезни Альцгеймера и проектов Висконсинского исследовательского центра болезни Альцгеймера. У людей с более высокой концентрацией ImP чаще выявляли биологические признаки скопления патологических белков и нарушения работы нейронов. Поскольку добровольцы регулярно проходили когнитивные тесты, учёные смогли сопоставить уровень молекулы с изменениями памяти и мышления. «Люди с самым высоким уровнем ImP также испытывали гораздо более быстрое снижение когнитивных способностей», — заявил Рей.
Кроме того, команда выявила генетический вариант, связанный с существенно повышенной концентрацией ImP в крови; он встречался примерно у 43% участников. По предположению учёных, эта особенность может влиять на способность почек выводить молекулу из организма. «Ранее в крупных генетических исследованиях этот вариант связывали с повышенным риском болезни Альцгеймера, и теперь мы, возможно, понимаем причину такой связи», — сказал Рей. Бендлин сравнила потенциальный подход с контролем холестерина: «Если мы найдём ингибитор, который поможет снизить уровень ImP в крови, это, как мы надеемся, позволит уменьшить риск болезни Альцгеймера и замедлить снижение когнитивных функций у значительного числа людей». В работе также участвовали учёные из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Гётеборгского университета; исследование частично поддержали Wisconsin Partnership Program, Национальные институты здравоохранения США и Министерство сельского хозяйства США.