Интегрированный мультиомный анализ выявляет изменения функций кишечного микробиома при продромальной и идиопатической болезни Паркинсона

Введение: Болезнь Паркинсона (БП) ассоциирована с изменениями кишечного микробиома. Эти изменения преимущественно описывали на таксономическом уровне, тогда как их функциональные последствия остаются неясными. Чтобы изучить функциональные нарушения кишечного микробиома при БП, мы использовали интегрированный мультиомный подход и сравнили кишечные микробиомы пациентов с БП, пациентов с продромальной БП и здоровых лиц.

Результаты: Для анализа был выбран метаметаболомный уровень как наиболее информативный для различения групп и наиболее устойчивый. Мы выявили 11 метаболитов, содержание которых различалось между группами; среди них уровень β-глутамата был повышен при БП и продромальной БП и коррелировал с транскрипционной активностью Methanobrevibacter smithii и Clostridium spp. При БП, особенно у ключевых родов Roseburia, Agathobacter и Blautia, мы выявили снижение уровня транскриптов, но не количества генов, связанных с метаболизмом глутамата, биосинтезом желчных кислот, хемотаксисом и сборкой жгутика. Интеграция полученных данных в карту Expobiome выявила многофакторные изменения микробиома, сходящиеся с патогенетическими путями БП.

Выводы: Наше исследование указывает на выраженное нарушение экспрессии микробных генов при БП, особенно генов, связанных с подвижностью микроорганизмов. Кроме того, оно демонстрирует важность изучения функциональных характеристик кишечного микробиома для более точного понимания взаимодействий между микробиомом и организмом хозяина в норме и при заболеваниях.