Ученые из Института нанотехнологий в Италии, в сотрудничестве с ESRF (Европейским синхротроном) в Гренобле, Франция, провели исследование, которое позволило выявить структурные изменения в кишечнике у мышей, страдающих болезнью Альцгеймера. Результаты исследования опубликованы в журнале «Scientific Advances».
Болезнь Альцгеймера — это наиболее распространенный тип деменции, характеризующийся изменением мозга, включая утрату синапсов, хроническое воспаление и гибель нейронов. В последние годы ученые обнаружили связь между кишечником и мозгом через нейроны, находящиеся в обоих органах. Дисфункция этой оси связана с различными неврологическими расстройствами, включая болезнь Альцгеймера.
Микробиота кишечника играет ключевую роль в здоровье человека и влияет на функцию мозга, когнитивные способности и поведение. Изменения в составе кишечной микробиоты могут способствовать развитию и прогрессированию болезни Альцгеймера.
Научный сотрудник Алессия Седола из Института нанотехнологий и соавтор исследования объяснила, что дисбиоз, характеризующийся потерей микробного разнообразия и увеличением числа патогенных бактерий, может привести к воспалению и разрушению кишечно-мозгового барьера. Это, в свою очередь, может способствовать проникновению вредных бактерий в кровь и их распространению по организму, включая мозг.
Для изучения структурных изменений в кишечнике без повреждения тканей ученые использовали рентгеновскую фазовую томографию (XPCT). Они провели эксперименты на образцах мышей, пораженных болезнью Альцгеймера, в лаборатории ESRF.
Научный сотрудник Питер Клотенс из ESRF рассказал, что метод XPCT позволяет получить трехмерные изображения биологических тканей с высокой чувствительностью и без необходимости подготовки образцов. Это делает его идеальным инструментом для изучения тонких структурных изменений в кишечнике.
Результаты экспериментов показали, что у мышей с болезнью Альцгеймера наблюдаются изменения в численности клеток и структуре тканей кишечника. В частности, были выявлены структурные изменения в ворсинках и криптах кишечника, а также трансформации в клетках Панета и бокаловидных клетках. Кроме того, в полости кишки были обнаружены телоциты, нейроны, эритроциты и секреция слизи бокаловидными клетками.
Эти элементы играют важную роль в поддержании здоровья кишечника, пищеварении и защите его слизистой оболочки от повреждений. Изменения в их структуре и численности могут указывать на нарушения в работе кишечника, которые могут способствовать развитию болезни Альцгеймера.
Седола подчеркнула, что метод XPCT представляет собой значительный прорыв в изучении кишечника и может быть использован для раннего обнаружения и прогнозирования заболевания. Она также отметила, что использование возможностей ESRF, особенно линии луча ID16A, позволило получить высококачественные данные, которые помогли улучшить понимание связи между кишечником и мозгом при болезни Альцгеймера.
Следующим шагом в исследовании будет использование XPCT для изучения механизмов коммуникации между кишечником и центральной нервной системой. Ученые планируют провести более детальное исследование кишечной нервной системы и ее роли в развитии болезни Альцгеймера.
В заключение, Седола выразила надежду на то, что полученные результаты помогут выявить новые терапевтические цели и разработать инновационные методы лечения болезни Альцгеймера. Она также подчеркнула важность сотрудничества с ESRF и выразила уверенность в том, что дальнейшие исследования в этом направлении приведут к новым открытиям и достижениям.
Литература
“Investigating gut alterations in Alzheimer’s disease: In-depth analysis with micro- and nano- 3D X- ray phase contrast tomography” by Alessia Cedola et al. Science Advances
