Взаимосвязь между инсультом и кишечной микробиотой

Обнаружена новая взаимосвязь между инсультом и кишечными бактериями

Исследование, финансируемое NIH, обнаружило связь между появлением аномальных, вызывающих инсульт пучков кровеносных сосудов, называемых кавернозными ангиомами, и составом кишечных бактерий человека (Снимок любезно предоставлен Лабораторией Авад (Awad lab) Чикагского университета, штат Иллинойс).

Исследование связывает аномалии мозговых кровеносных сосудов, связанные с инсультом, с кишечными бактериями

Исследование, финансируемое NIH, обнаружило взаимосвязь между высоким уровнем грамотрицательных бактерий и сосудистой мальформацией, вызывающей инсульт, припадок и головную боль

Прим. ред.: Кавернозные мальформации (каверномы, ангиомы и гемангиомы) представляют собой наиболее часто встречаемые сосудистые новообразования головного мозга, которые могут выявляться в любом возрасте как случайные находки или быть причиной серьезных неврологических нарушений.

В общенациональном исследовании, финансируемом NIH, исследователи обнаружили, что наличие аномальных пучков хрупких кровеносных сосудов в головном или спинном мозге, называемых кавернозными ангиомами (CA), связано с составом кишечных бактерий человека. Также известные как церебральные кавернозные мальформации, эти поражения, которые содержат медленно движущуюся или застоявшуюся кровь, часто могут вызывать геморрагические инсульты, судороги или головные боли. Современное лечение включает хирургическое удаление поражений, когда это безопасно. Предыдущие исследования на мышах и небольшом количестве пациентов показали связь между СА и кишечными бактериями. Это исследование является первым исследованием роли микробиома кишечника, которую он может играть в большей популяции пациентов с СА.

Под руководством ученых из Чикагского университета исследователи использовали передовые методы геномного анализа, чтобы сравнить образцы стула от 122 человек, у которых был хотя бы одна CA, как видно на сканировании мозга (см. иллюстрацию выше), с образцами от контрольных участников, не входящих в группу CA, подобранных по возрасту и полу, включая образцы, собранные в рамках проекта American Gut Project (Американский Проект Кишечника). Первоначально они обнаружили, что в среднем у пациентов с CA было больше грамотрицательных бактерий, тогда как в контрольной группе было больше грамположительных бактерий, и что относительная численность трех видов кишечных бактерий отличала пациентов с CA от контроля независимо от пола человека, географического положения, или генетической предрасположенности к заболеванию. Более того, кишечные бактерии пациентов с СА, по-видимому, продуцируют больше молекул липополисахаридов (ЛПС), которые, как было показано, управляют образованием СА у мышей. По словам авторов, эти результаты впервые продемонстрировали на людях «пермиссивный микробиом», связанный с формированием сосудисто-нервных поражений в головном мозге.

Дальнейший анализ показал, что некоторые составы кишечных бактерий могут идентифицировать агрессивные и неагрессивные формы заболевания, а также формы с недавними симптоматическими кровотечениями. Кроме того, они впервые показали, как объединение данных о кишечных бактериях с результатами анализов плазмы крови может помочь врачам лучше диагностировать серьезность заболевания головного мозга. Результаты, опубликованные в Nature Communications, подтверждают растущее количество доказательств роли кишечных бактерий в здоровье мозга.

Краткие выдержки из статьи в Nature Communications:

Пермиссивный микробиом характеризует человека с нейроваскулярным заболеванием кавернозной ангиомой

Микробиом различает человеческие объекты с CA и без CA

Три распространенных вида были идентифицированы путем комбинирования многовариантных и основанных на машинном обучении анализов метагеномных данных методом дробовика. Грамотрицательный Odoribacter splanchnicus был достоверно повышен, а грамположительные Faecalibacterium prausnitzii и Bifidobacterium adolescentis были достоверно снижены у пациентов с кавернозными ангиомами (СА). Примечательно, что микробиота больных СА была достоверно обогащена долей грамотрицательных бактерий, что согласуется с предыдущим исследованием на животных.

Микробиом СА обогащен генами, связанными с синтезом ЛПС

Данные метагеномного секвенирования методом дробовика также использовались для реконструкции и сравнения метаболических путей как в образцах СА, так и в образцах без СА. Анализ выявил, что пути, связанные с биосинтезом липополисахаридов (ЛПС), были значительно обогащены в образцах СА, что согласуется с ролью грамотрицательных бактерий, продуцирующих ЛПС, в стимулировании образования СА-подобных поражений, продемонстрированной в исследованиях на мышах. Кроме того, относительное обилие многих генов, связанных с биосинтезом ЛПС, при целенаправленном анализе было значительно более обильным в микробиоме СА.

Из обсуждения

Из трех видов, выявленных в диагностическом микробиоме, F. prausnitzii и B. adolescentis являются грамположительными видами, которые, как было показано, защищают от воспаления кишечника и менее распространены у пациентов с СА. Грамотрицательный вид O. splanchnicus, более распространенный у больных СА, усиливает воспаление кишечника и был связан с другими неврологическими заболеваниями. Другие виды, выявленные с помощью многовариантного анализа, также в значительной степени защищают от воспаления кишечника, с уменьшением численности у пациентов с СА. Основываясь на таких знаниях, наши данные предполагают, что у пациентов с СА есть патогенная микробиота, которая может способствовать воспалению. Метагеномный анализ и анализ отдельных генов позволяют предположить, что CA-ассоциированный микробиом увеличил синтез ЛПС. Кроме того, мы показываем снижение концентрации ЛПВП в периферической плазме крови пациентов с СА, что согласуется с повышенной активностью ЛПС.

P.S. Из анализа статьи следует, что дисбиотические изменения кишечной микробиоты, связанные с увеличением количества грамотрицательных бактерий, синтезирующих липополисахариды, является фактором риска инсульта. Представляется, что одним из способов снижения данного риска является устранения дисбактериоза, в т.ч. за счет грамположительных пробиотических бактерий - ред.

Источник: Материалы предоставлены NIH/National Institute of Neurological Disorders and Stroke. 

Статья в журнале: Sean P. Polster, Issam A. Awad, et al. Permissive microbiome characterizes human subjects with a neurovascular disease cavernous angioma. Nature Communications, 2020; 11 (1)

Дополнительно см.:

1. Кишечный микробиом и сердечно-сосудистые заболевания
2. Кишечный микробиом как диагностический инструмент при ССЗ
3. Микрофлора, ТМАО и атеросклероз
4. Кишечный микробиом влияет на жесткость артерий
5. Здоровье артерий зависит от микрофлоры кишечника
6. Триметиламин N-оксид, вырабатываемый кишечной микробиотой, ассоциируется с воспалением сосудов
7. Микробиота кишечника и ее влияние на развитие атеросклероза и сопутствующих  сердечно-сосудистых заболеваний
8. Пробиотики и атеросклероз