Повышенная проницаемость кишечника и нарушение микробиома в мышиной модели бокового амиотрофического склероза

Накопленные данные свидетельствуют о том, что кишечный гомеостаз и микробиом играют важную роль при неврологических заболеваниях, таких как болезнь Паркинсона. Боковой амиотрофический склероз (БАС) — смертельное нейродегенеративное заболевание, характеризующееся прогрессирующей гибелью мотонейронов и атрофией мышц. В настоящее время эффективного лечения не существует. Большинство пациентов умирают в течение 3–5 лет вследствие паралича дыхательных мышц. Хотя гибель мотонейронов является отличительным признаком БАС, в прогрессировании заболевания могут участвовать и другие органы. Мы исследовали кишечник мышиной модели БАС G93A, экспрессирующей мутантную супероксиддисмутазу SOD1(G93A), и обнаружили повреждение структуры плотных контактов и повышение кишечной проницаемости, сопровождавшееся значительным снижением экспрессии белка плотных контактов ZO-1 и белка адгезивных контактов E-cadherin. Кроме того, в кишечнике мышей G93A было выявлено увеличение числа аномальных клеток Панета. Клетки Панета — специализированные эпителиальные клетки кишечника, способные распознавать микроорганизмы и секретировать антимикробные пептиды; они играют ключевую роль во врождённом иммунном ответе организма и формировании кишечного микробиома. В кишечнике мышей с БАС действительно обнаружено снижение уровня антимикробного пептида альфа-дефензина 5. Эти изменения сопровождались сдвигом состава кишечного микробиома, включая снижение содержания Butyrivibrio Fibrisolvens, Escherichia coli и Fermicus у мышей G93A. Относительное содержание бактерий у мышей G93A отличалось от такового у мышей дикого типа. Анализ главных координат показал различия в составе фекальных микробных сообществ между мышами с БАС и мышами дикого типа. В совокупности результаты исследования указывают на возможную новую роль кишечного эпителия и микробиома в прогрессировании БАС.