Μια μελέτη σε ποντίκια και ανθρώπους υποδεικνύει ότι τα βακτήρια στο έντερο μπορεί να επηρεάσουν τη δομή των αιμοφόρων αγγείων του εγκεφάλου, και μπορεί να είναι υπεύθυνα για την παραγωγή δυσμορφιών που μπορεί να οδηγήσουν σε εγκεφαλικό επεισόδιο ή επιληψία. Η έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature, προσθέτει στην αναδυόμενη εικόνα που συνδέει τα εντερικά μικρόβια με διαταραχές του νευρικού συστήματος. Η μελέτη χρηματοδοτήθηκε από το Εθνικό Ινστιτούτο Νευρολογικών Διαταραχών και Εγκεφαλικού (NINDS), φορέα των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας των ΗΠΑ.
Τα σηραγγώδη αιμαγγειώματα (cavernous hemangiomas ή cavernous malformations ή cavernomas, CCMs) είναι αγγειακές δυσπλασίες του εγκεφάλου. Εμφανίζονται συνήθως σε νέα άτομα με επιληπτικές κρίσεις και σπάνια με εγκεφαλική αιμορραγία. Μια ομάδα επιστημόνων στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβανία διερεύνησε τους μηχανισμούς που προκαλούν CCMs μελετώντας γενετικά τροποποιημένα ποντίκια και ανακάλυψαν μια απροσδόκητη σύνδεσή τους με βακτήρια του εντέρου. Όταν απομακρύνθηκαν τα βακτήρια ο αριθμός των βλαβών μειώθηκε κατά πολύ.
«Αυτή η μελέτη είναι συναρπαστική, επειδή δείχνει ότι οι αλλαγές μέσα στο σώμα μπορεί να επηρεάσουν την εξέλιξη μιας διαταραχής που προκαλείται από μια γενετική μετάλλαξη,» δήλωσε ο Jim Ι Koenig, Ph.D., διευθυντής προγράμματος στο NINDS. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα καθιερωμένο μοντέλο ποντικού που σχηματίζει ένα σημαντικό αριθμό CCMs μετά την έγχυση ενός φαρμάκου που επάγει γονιδιακή διαγραφή. Ωστόσο, όταν τα ζώα μεταφέρθηκαν σε μια νέα εγκατάσταση, η συχνότητα της δημιουργίας CCMs μειώθηκε σχεδόν στο μηδέν.
«Ήταν ένα πλήρες μυστήριο. Ξαφνικά, το συνήθως αξιόπιστο μοντέλο ποντικού μας δεν σχημάτιζε τις βλάβες που περιμέναμε», δήλωσε ο Mark L. Kahn, MD, καθηγητής ιατρικής στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια, και κύριος συγγραφέας της μελέτης. «Αυτό που είναι ενδιαφέρον είναι ότι αυτή η μεταβλητότητα στο σχηματισμό βλαβών παρατηρείται επίσης και σε ανθρώπους, όπου οι ασθενείς με την ίδια γενετική μετάλλαξη συχνά έχουν δραματικά διαφορετικές πορείες νόσου.»
Ο Alan Tang, από το εργαστήριο του Δρ Kahn, παρατήρησε ότι τα λίγα ποντίκια που συνέχισαν να σχηματίζουν βλάβες είχαν αναπτύξει βακτηριακά αποστήματα στην κοιλιά, που κατά πάσα πιθανότητα προέκυψαν λόγω της ένεσης φαρμάκων εκεί. Τα αποστήματα περιείχαν Gram-αρνητικά βακτήρια, και όταν παρόμοιες βακτηριακές λοιμώξεις σκόπιμα προκλήθηκαν στα πειραματόζωα/μοντέλα CCM, περίπου τα μισά από αυτά ανέπτυξαν σημαντικά CCMs. Τα Gram-αρνητικά βακτήρια παράγουν μόρια -λιποπολυσακχαρίτες (LPS) που είναι ισχυροί ενεργοποιητές των έμφυτου ανοσοποιητικού σηματοδότησης. Όταν οι ποντικοί έλαβαν μόνο LPS, σχημάτισαν πολυάριθμα μεγάλα CCMs, παρόμοια με εκείνα που παράγονται από βακτηριακή λοίμωξη.
Αντιστρόφως, όταν ο υποδοχέας LPS, TLR4, γενετικά απομακρύνθηκε από αυτούς τους ποντικούς δεν σχηματίζονταν πλέον CCM. Οι ερευνητές βρήκαν επίσης ότι, στον άνθρωπο, γενετικές μεταλλάξεις που προκαλούν αύξηση στην έκφραση TLR4 συσχετίστηκαν με μεγαλύτερο κίνδυνο σχηματισμού CCMs. Περαιτέρω έρευνα σε πειραματόζωα έδειξε ότι τόσο η ποσότητα όσο και η ποιότητα του εντερικού μικροβιώματος θα μπορούσε να επηρεάσει το σχηματισμό CCM. Τέλος, ένας αποκλειστής του TLR4 οδήγησε σε σημαντική μείωση στην δημιουργία CCMs στα πειραματόζωα. Ο Kahn και οι συνεργάτες του σχεδιάζουν να συνεχίσουν να μελετούν τη σχέση μεταξύ του μικροβιώματος και CCMs στον άνθρωπο.