Болезнь Паркинсона — прогрессирующее нейродегенеративное заболевание. Помимо замедленности движений оно характеризуется проблемами с кишечником: запорами, воспалениями, повышенной проницаемостью. Поскольку нарушения в кишечнике можно выявить гораздо раньше двигательных, ученые решили выяснить роль микробиома кишечника в развитии заболевания.
Микробиом кишечника здоровых людей отличается от тех, кто страдает от болезни Паркинсона. Однако анализ триллионов микробов в кишечнике дает слишком много данных, в которых сложно установить закономерности. Исследователи все чаще используют машинное обучение, что позволяет делать прогнозы на основе больших наборов данных. Далее ученые проверяют эти модели прогнозирования на выборках из независимых групп населения. Результаты такого исследования, проведенного учеными из института Квадрам и Европейской лаборатории молекулярной биологии, опубликованы в Nature Communications.
Ученые использовали машинное обучение на основе данных 22 исследований по всему миру и проанализировали 4,5 тыс. образцов пациентов. В результате они получили конкретные типы бактерий, связанные с болезнью Паркинсона.
Исследователи обнаружили микробиомные пути, которые участвовали в биохимической трансформации ксенобиотиков — пестицидов, растворителей и загрязняющих веществ. Эта информация подтверждается эпидемиологическими данными о том, что эти вещества могут влиять на развитие болезни Паркинсона. Ученые говорят, что для понимания механизмов преобразования химических веществ микробами необходимы дополнительные исследования.
Заманчиво предположить, что состав микробиома кишечника может измениться в результате воздействия этих химических веществ. Или же расщепление этих химических веществ микробиомом может изменить их известное воздействие на нейроны в мозге? И может ли это быть защитным эффектом, или же этот процесс может усилить нейротоксичность этих химических веществ?
Также исследователи выявили патогенные бактерии, которые могут способствовать воспалению и повышению проницаемости кишечника, что приводит к проникновению токсичных соединений в организм, а потом, возможно, в мозг.
Метаанализ, проведенный учеными, показал, что для эффективного решения проблемы необходимо объединять данные различных исследований и на основе них проводить машинное обучение. В дальнейшем исследователи планируют выяснить, какие именно ксенобиотики приводят к изменению микробиома кишечника и исключить влияние лекарств от болезни Паркинсона на этот процесс.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что микрочастицы пластика могут повредить кишечник.