کدام مواد شیمیایی عامل ابتلا به پارکینسون است؟

به گزارش ایسنا، نتایج پژوهش بزرگ بین‌المللی دانشمندان موسسه «کوادرام» (Quadram) بریتانیا و موسسه اروپایی زیست‌شناسی مولکولی (EMBL) با استفاده از داده‌های تقریبا ۴۵۰۰ بیمار در ۲۲ پژوهش، تغییرات ثابت و قابل‌توجهی را در میکروبیوم روده افراد مبتلا به پارکینسون کشف کرد و دقیق‌ترین پژوهشی است که نشان می‌دهد، چگونه باکتری‌های روده در بیماران پارکینسونی در مقایسه با افراد سالم متفاوت است.

پژوهشگران از یادگیری ماشینی - نوعی هوش مصنوعی - برای اسکن انبوهی از داده‌ها و کشف الگوهای مرتبط با میکروب‌های خاص و فعالیت‌های آن‌ها با این بیماری استفاده کردند.

بیماری پارکینسون با علائم حرکتی مانند لرزش، سفتی و کندی شناخته شده است اما مشکلات روده‌ای که اغلب چندین دهه زودتر شروع می‌شوند مانند یبوست، التهاب، و افزایش نشتی روده به‌طور گسترده‌ای کمتر شناخته شده‌اند. این مشکلات گوارشی اولیه، دانشمندان را بر آن داشته تا میکروبیوم روده، جامعه وسیعی از باکتری‌هایی که در دستگاه گوارش ما زندگی می‌کنند را به عنوان کلیدی برای کشف اسرار این بیماری کشف کنند.

نتایج تحقیقات پیشین نشان داده است که افراد مبتلا به پارکینسون نسبت به افراد سالم، باکتری‌های روده متفاوتی دارند اما به دلیل روش‌های مختلف و جمعیت‌های متفاوت، مقایسه این نتایج دشوار بود. پژوهش کنونی با ادغام و تجزیه‌وتحلیل داده‌ها از سراسر جهان به غلبه بر این موانع کمک کرده است.

یکی از جذاب‌ترین اکتشافات پژوهش جدید، شناسایی الگوی باکتری‌های روده بود که در تجزیه «بیگانه‌بیوتیک‌ها» یا «زنوبیوتیک‌ها»، نقش دارند، مواد شیمیایی مانند آفت‌کش‌ها، حلال‌ها و آلاینده‌ها که به‌طور طبیعی در بدن موجودات زنده یافت نمی‌شوند و از خارج به بدن وارد می‌شوند.

مدتهاست که دانشمندان به این مواد به عنوان محرک‌های محیطی احتمالی برای پارکینسون مشکوک بوده‌اند و اکنون یافتن آنها در میکروب‌های روده بیماران، به این نظریه کمک می‌کند.

استفانو رومانو، محقق ارشد این پژوهش گفت: جالب است که میکروبیوم افراد مبتلا به پارکینسون توانایی افزایش یافته برای پردازش این مواد شیمیایی محیطی را نشان می‌دهد و مشخص می‌کند که این افراد ممکن است تماس بیشتری با این سموم داشته باشند یا میکروب‌های روده آنها توسط این سموم تغییر کرده باشد.

گئورگ زلر، پژوهشگر دیگر این تحقیق اظهار کرد: هنوز نمی‌دانیم که آیا فعالیت میکروبی، این مواد شیمیایی را کم و بیش مضر می‌کند یا خیر، اما نتایج کنونی، مسیری امیدوارکننده برای پژوهش‌های آینده را نمایان کرده است.

این پژوهش، فراتر از پردازش شیمیایی، علائم التهاب و فعالیت باکتریایی که معمولا با عفونت‌ها مرتبط است را نیز  شناسایی کرد که نشان می‌دهد، پوشش روده در بیماران مبتلا به پارکینسون ممکن است نفوذپذیرتر باشد و معمولا به عنوان نشتی روده شناخته می‌شود.  هنگامی که سد روده شکسته شود، سموم باکتریایی و احتمالا مواد شیمیایی مضر می‌توانند وارد جریان خون شوند و به‌طور بالقوه به مغز برسند و به آسیب عصبی کمک کنند.

با این حال، کمی احتیاط لازم است. هنوز مشخص نیست که آیا تغییرات میکروبیوم روده باعث پارکینسون می‌شود یا نتیجه این بیماری است که چنین اتفاقی رخ می‌دهد و یا حتی داروهای مورد استفاده برای درمان آن این مورد را ایجاد می‌کنند. دانشمندان همچنین نمی‌دانند که کدام «بیگانه‌بیوتیک‌ها» ممکن است درگیر باشند، یا اینکه چگونه با میکروب‌های روده برای تاثیر بر سلامت مغز تعامل دارند.

سایت ساینس گزارش کرد، با این حال، این پژوهش، گام مهم رو به جلو است. مدل‌های یادگیری ماشینی آموزش‌دیده‌شده بر روی این داده‌های جهانی در شناسایی تغییرات میکروبیوم مرتبط با پارکینسون بسیار بهتر از مدل‌های آموزش‌دیده بر روی پژوهش‌های کوچک‌تر و منفرد بودند و این مورد به پژوهشگران نقشه قابل اعتمادتری از تغییرات روده مرتبط با پارکینسون در جمعیت‌ها و محیط‌های مختلف می‌دهد.

رومانو خاطرنشان کرد: در حال حاضر به‌روزترین تصویر را از تفاوت‌های میکروبیوم روده که در بیماری پارکینسون مشاهده می‌شود  هم از نظر باکتری‌ها و هم از نظر کاری که انجام می‌دهند را ایجاد کرده‌ایم.

آرجان نرباد از موسسه «کوادرام» تاکید کرد: تنوع میکروبیوم روده تعیین دقیق اینکه کدام میکروب‌ها مهم‌تر هستند را دشوار می‌کند، اما با ترکیب یادگیری ماشینی و مجموعه داده‌های بزرگ، در حال ایجاد زمینه‌ای برای راه‌های جدید تشخیص، نظارت و درمان بالقوه پارکینسون هستیم.

به‌طور خلاصه، این پژوهش، دیدگاه‌های جدیدی را در مورد اینکه چگونه سلامت روده و قرار گرفتن در معرض مواد محیطی ممکن است بر بیماری‌های مغزی تاثیر بگذارد را ارائه می‌دهد. در حالی که برای درک مکانیسم‌های اساسی به بررسی‌های بیشتری نیاز است، این پژوهش در مقیاس بزرگ اهمیت رو به رشد میکروبیوم روده در جستجوی درمان‌های پارکینسون و حتی استراتژی‌های پیشگیری را برجسته می‌کند.

نتایج پژوهش کنونی در Nature Communications منتشر شده است.