O legătură surprinzătoare între intestin și creier: zaharurile bacteriene pot declanșa ALS și demență frontală

Sursa foto: Sciencedaily

Descoperire care schimbă perspectiva asupra ALS și demenței frontotemporale

Cercetători de la Case Western Reserve University au identificat o cale moleculară prin care bacteriile din intestin pot contribui la deteriorarea cerebrală întâlnită în scleroza laterală amiotrofică (ALS) și demența frontotemporală (FTD). Studiul arată că anumite forme inflamatorii ale glicogenului produse de microbi intestinali pot declanșa răspunsuri imune care atacă celulele nervoase, iar reducerea acestor zaharuri bacteriene a dus în experimente la îmbunătățirea sănătății creierului și la prelungirea duratei de viață.

Cum afectează ALS și FTD funcțiile creierului

Demența frontotemporală afectează în principal regiunile frontale și temporale ale creierului și se manifestă prin modificări ale personalității, comportamentului și limbajului. ALS, în schimb, țintește neuronii motori, determinând o slăbire progresivă a mușchilor care se poate încheia cu paralizie. Cauzele acestor boli rămân în mare parte neelucidate, iar cercetătorii au investigat mult timp factori genetici, expuneri de mediu, traumatisme cerebrale și alimentație pentru a înțelege de ce apar aceste afecțiuni la unii indivizi, dar nu la alții.

Mecanismul intestin-creier: glicogenul bacterian ca declanșator

Studiul publicat în Cell Reports aduce dovezi care leagă activitatea microbiană intestinală de leziunile cerebrale observate în ALS și FTD, în special la persoanele cu anumite mutații genetice. Echipa condusă de cercetători din departamentele de patologie și cercetări în sănătatea digestivă a universității a găsit că bacteriile intestinale pot produce forme inflamatorii ale glicogenului, un tip de zahăr, iar aceste zaharuri bacteriene declanșează răspunsuri imune care pot ucide celulele nervoase.

Aaron Burberry, profesor asistent la Departamentul de Patologie din cadrul Case Western Reserve School of Medicine, a explicat importanța descoperirii: „Am constatat că bacteriile intestinale dăunătoare produc forme inflamatorii de glicogen (un tip de zahăr), și că aceste zaharuri bacteriene declanșează răspunsuri imune care dăunează creierului.”

Date clinice relevante

Studiul a analizat 23 de pacienți cu ALS/FTD și a constatat că 70% dintre aceștia prezentau niveluri ridicate ale acestui glicogen dăunător. În contrast, aproximativ o treime dintre persoanele fără aceste boli aveau niveluri similare. Aceste diferențe sugerează că prezența acestor forme de glicogen bacterian ar putea servi drept biomarker pentru a identifica pacienții care ar putea beneficia de terapii direcționate asupra intestinului.

Noi ținte terapeutice și speranțe pentru pacienți

Identificarea glicogenului bacterian ca factor declanșator deschide o cale complet nouă pentru intervenții terapeutice. Dacă aceste zaharuri pot fi degradate sau neutralizate în tractul digestiv, este posibil să se reducă răspunsurile imune care atacă creierul, cu potențialul de a încetini sau de a preveni progresia bolii. Cercetătorii subliniază că rezultatele lor au relevanță clinică imediată: acestea oferă nu doar ținte terapeutice, ci și potențiale biomarkeri pentru a selecta pacienți care ar putea răspunde la astfel de tratamente.

Alex Rodriguez-Palacios, profesor asistent la Digestive Health Research Institute al School of Medicine, a raportat că echipa a reușit să reducă aceste zaharuri dăunătoare în experimente, ceea ce „a îmbunătățit sănătatea creierului și a prelungit durata de viață.” Această afirmație indică faptul că intervenția la nivelul microbiomului poate avea consecințe directe asupra evoluției bolii la modelele experimentale folosite de cercetători.

De ce unii purtători de mutații genetice dezvoltă boala

Descoperirea capătă o importanță aparte în contextul mutației C90RF72, menționată în studiu ca fiind cea mai frecventă cauză genetică a ALS și FTD. Nu toți indivizii care poartă această mutație dezvoltă boala, iar cercetarea sugerează că microbiomul intestinal poate acționa drept declanșator de mediu care influențează dacă și când boala apare la persoanele aflate la risc genetic.

Astfel, prezența sau absența anumitor bacterii capabile să produce forme inflamatorii ale glicogenului ar putea determina diferența între expresia clinică sau inactivitatea mutației în diverse persoane.

Metode de cercetare care au permis descoperirea

Progresul echipei a fost posibil datorită unor metode de laborator avansate dezvoltate în cadrul Departamentului de Patologie și al Digestive Health Research Institute. Cercetătorii au folosit modele murine fără microbi (germ-free), adică animale crescute în condiții complet sterile, fără niciun fel de bacterii. Acest tip de model permite izolarea efectelor microbiotei specifice asupra bolii, evidențiind legătura directă dintre anumiți microbi și leziunile cerebrale observate.

Programul a fost condus de Fabio Cominelli, Distinguished University Professor și director al Digestive Health Research Institute. Un element cheie a fost sistemul inovator de adăpostare sterilă „cusca-în-cusca” (cage-in-cage) dezvoltat de Rodriguez-Palacios, o capacitate rară care a făcut posibilă studiul la scară mai largă al microbiomului. Acest aranjament permite efectuarea unor studii ample asupra microbiomului, depășind limitările metodelor tradiționale care permit adesea cercetarea unui număr mic de animale simultan.

Pașii următori: studii mai ample și potențiale trialuri clinice

Echipa intenționează să extindă cercetările prin studii mai mari care să evalueze comunitățile microbiene intestinale la pacienți cu ALS/FTD înainte și după debutul bolii, pentru a înțelege când și de ce apare producția de glicogen microbian dăunător. Aceste investigații vor ajuta la definirea rolului microbiomului în momentul declanșării bolii și pot oferi informații esențiale pentru stabilirea unei ferestre terapeutice optime.

Aaron Burberry a precizat: „Pentru a înțelege când și de ce este produs glicogenul microbian dăunător, echipa va realiza în continuare studii mai ample de investigare a comunităților microbiomului intestinal la pacienții cu ALS/FTD înainte și după debutul bolii.” El a adăugat că rezultatele susțin posibilitatea demarării, în aproximativ un an, a unor trialuri clinice care să evalueze dacă degradarea glicogenului în pacienți ar putea încetini progresia bolii.

Implicații pentru viitorul tratamentelor

Dacă studiile clinice confirmă că degradarea glicogenului microbian poate modifica evoluția ALS/FTD la oameni, se va deschide un nou domeniu terapeutic bazat pe manipularea microbiomului sau pe dezvoltarea de medicamente care acționează asupra interacțiunii intestin-creier. Acest lucru ar putea însemna terapii complementare sau alternative la strategiile actuale orientate predominant spre factorii genetici și neuroprotectori.

Referințe științifice și recunoașterea lucrării

Articolul care prezintă aceste rezultate a fost publicat în Cell Reports și include următoarea referință: Blake McCourt, Katelyn Lemr, Shinjon Chakrabarti, Elizabeth Woidke, Sara Ramaiah, Vaidhvi Singh, Naseer Sangwan, J. Mark Brown, Fabio Cominelli, Alex Rodriguez-Palacios, Aaron Burberry. C9orf72 in myeloid cells prevents an inflammatory response to microbial glycogen. Cell Reports, 2026; 45 (2): 116906 DOI: 10.1016/j.celrep.2025.116906.

Pentru detalii suplimentare, textul studiului și datele publicate pot fi consultate prin intermediul DOI-ului http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2025.116906 și prin comunicatul publicat pe site-ul agenției universității.

Semnificația descoperirii în context clinic

Identificarea unei legături funcționale între bacteriile intestinale și răspunsurile imune care afectează creierul reîncadrează într-o manieră semnificativă modul în care pot fi abordate bolile neurodegenerative precum ALS și FTD. Stabilirea unor biomarkeri asociate microbiomului și dezvoltarea unor strategii terapeutice care să vizeze direct zaharurile produse de microbi pot oferi șansa unor tratamente personalizate, în special pentru cei care poartă mutații genetice ce cresc riscul acestor boli.

Pe măsură ce cercetarea avansează către studii clinice, rămâne esențială monitorizarea riguroasă și reproducerea rezultatelor într-un cadru larg, pentru a confirma dacă intervențiile asupra microbiomului pot deveni practici terapeutice sigure și eficiente pentru pacienți.