Zusammenfassung: Lacticaseibacillus rhamnosus HA-114, ein nicht kommerzielles Probiotikum, reduziert die Neurodegeneration und hat neuroprotektive Wirkungen in Labormodellen von ALS.
Quelle: Universität Montréal
Ein probiotisches Bakterium namens Lacticaseibacillus rhamnosus HA-114 verhindert die Neurodegeneration im C. elegans-Wurm, einem Tiermodell, das zur Untersuchung der amyotrophen Lateralsklerose (ALS) verwendet wird.
Das ist das Ergebnis einer neuen Studie am kanadischen CHUM Research Centre (CRCHUM), die von Alex Parker, Professor für Neurowissenschaften an der Université de Montréal, geleitet und in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Kommunikationsbiologie.
Er und sein Team vermuten, dass die Störung des Fettstoffwechsels zu dieser zerebralen Degeneration beiträgt, und zeigen, dass die Neuroprotektion von HA-114, einem nicht kommerziellen Probiotikum, im Vergleich zu anderen getesteten Stämmen derselben Bakterienfamilie einzigartig ist.
„Wenn wir es der Ernährung unseres Tiermodells hinzufügen, stellen wir fest, dass es das Fortschreiten der Degeneration von Motoneuronen unterdrückt“, sagte Parker, der Hauptautor der Studie. „Die Besonderheit von HA-114 liegt in seinem Fettsäuregehalt.“
Indem sie die Übertragung von Signalen an Muskeln ermöglichen, damit sie sich zusammenziehen, ermöglichen Motoneuronen, die Nervenzellen sind, unseren Körper nach Belieben zu bewegen.
Menschen mit ALS sehen eine allmähliche Verschlechterung ihrer Motoneuronen. Dadurch verlieren sie ihre muskuläre Leistungsfähigkeit bis hin zur vollständigen Lähmung mit einer durchschnittlichen Lebenserwartung von nur 3 bis 5 Jahren nach der Diagnose.
Fast 3.000 Menschen in Kanada haben ALS.
„Jüngste Forschungen haben gezeigt, dass die Störung der Darmmikrobiota wahrscheinlich am Ausbruch und Fortschreiten vieler unheilbarer neurodegenerativer Erkrankungen, einschließlich ALS, beteiligt ist“, erklärte Parker.
Die Identifizierung neuroprotektiver Bakterienstämme könnte eine Grundlage für neue Therapien bilden.
Eine Frage der Ernährung
Im Mittelpunkt dieses wissenschaftlichen Projekts steht Audrey Labarre, die Erstautorin der Studie, eine Postdoc-Stipendiatin, die hart daran arbeitet, die ALS-Forschung voranzutreiben, indem sie sich auf die Degeneration von Motoneuronen in C. elegans-Würmern konzentriert.
Diese Nematoden, die nur einen Millimeter lang sind und 60 % ihrer genetischen Ausstattung mit Menschen teilen, wurden für die Zwecke der CRCHUM-Forschung genetisch mit ALS-assoziierten Genen modifiziert.
Um die neuroprotektiven Wirkungen eines probiotischen Nahrungsergänzungsmittels an diesem Tiermodell zu untersuchen, testete Labarre insgesamt 13 verschiedene Bakterienstämme und drei Stammkombinationen.
HA-114 hob sich von der Masse ab. Die Wirkung des Probiotikums trug dazu bei, motorische Störungen in Modellen mit ALS und auch der Huntington-Krankheit, einer anderen neurodegenerativen Krankheit, zu reduzieren.
Zwei Gene im Spiel
Auf der Grundlage von Daten aus der genetischen Studie, genomischen Profilerstellung, Verhaltensanalyse und Mikroskopiebildern identifizierte das wissenschaftliche Team zwei Gene, acdh-1 und acs-20, die eine Schlüsselrolle in diesem neuroprotektiven Mechanismus spielen.
Sie konnten diese akribische Arbeit dank der Zusammenarbeit mit Martine Tétreault, einer CRCHUM-Forscherin, und Matthieu Ruiz, einem Forscher am Montreal Heart Institute Research Center, durchführen.
Beide Gene, die in äquivalenter Form beim Menschen vorkommen, sind am Fettstoffwechsel und der Beta-Oxidation beteiligt, einem Prozess, bei dem Fettsäuren in den Mitochondrien, den wahren Zellkraftwerken, in Energie umgewandelt werden.
„Wir glauben, dass die von HA-114 gelieferten Fettsäuren über einen unabhängigen, nicht traditionellen Weg in die Mitochondrien gelangen“, sagte Parker. Dabei bringen sie den gestörten Energiestoffwechsel bei ALS wieder ins Gleichgewicht und führen zu einem Rückgang der Neurodegeneration.“
Ähnliche Studien führt das Forscherteam nun an einem Tiermodell durch, das komplexer ist als der Wurm C. elegans: der Maus.
Siehe auch
Sie werden dann in einem klinischen Umfeld validieren, ob HA-114 eine therapeutische Ergänzung zu aktuellen ALS-Behandlungen sein könnte. Der Vorteil ist, dass Probiotika im Gegensatz zu Medikamenten nur wenige Nebenwirkungen haben, heißt es.
Zu diesem Zweck wird ab Frühjahr 2023 eine kanadaweite klinische Studie mit Hauptsitz am CRCHUM und unter der Leitung von ALS-Klinikdirektorin Dr. Geneviève Matte mit 100 Probanden durchgeführt.
Über diese Neuigkeiten aus der ALS-Forschung
Autor: Bruno Geoffroy
Quelle: Universität Montréal
Kontakt: Bruno Geoffroy – Universität Montreal
Bild: Das Bild wird den Forschern gutgeschrieben
Ursprüngliche Forschung: Uneingeschränkter Zugang.
„Fettsäuren aus dem probiotischen Lacticaseibacillus rhamnosus HA-114 unterdrücken die altersabhängige Neurodegeneration“ von Audrey Labarre et al. Kommunikationsbiologie
Abstrakt
Fettsäuren aus dem probiotischen Lacticaseibacillus rhamnosus HA-114 unterdrücken die altersabhängige Neurodegeneration
Es wird angenommen, dass die menschliche Mikrobiota die Gesundheit beeinflusst. Mikrobiom-Dysbiose kann mit neurologischen Erkrankungen wie der Alzheimer-Krankheit, amyotropher Lateralsklerose und der Huntington-Krankheit in Verbindung gebracht werden. Wir berichten über die Fähigkeit eines probiotischen Bakterienstamms, Phänotypen der Neurodegeneration zu stoppen.
Das zeigen wir Lacticaseibacillus rhamnosus HA-114 wirkt neuroprotektiv in C. elegans Modelle der amyotrophen Lateralsklerose und der Huntington-Krankheit. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Neuroprotektion aus L. rhamnosus HA-114 ist einzigartig von anderen L. rhamnosus Stämme und liegt in seinem Fettsäuregehalt.
Neuroprotektion durch L. rhamnosus HA-114 erfordert acdh-1/ACADSB, kat-1/ACAT1 und elo-6/ELOVL3/6, die mit dem Fettsäurestoffwechsel und der mitochondrialen β-Oxidation in Verbindung stehen. Unsere Daten deuten darauf hin, dass ein gestörter Fettstoffwechsel zur Neurodegeneration beiträgt und dass diätetische Eingriffe damit einhergehen L. rhamnosus HA-114 stellt die Lipidhomöostase und das Energiegleichgewicht durch mitochondriale β-Oxidation wieder her.
Unsere Ergebnisse ermutigen zur Erforschung von L. rhamnosus Von HA-114 abgeleitete Interventionen zur Modifizierung des Fortschreitens neurodegenerativer Erkrankungen.