Nghiên cứu hợp tác nhằm mục đích phá vỡ kết nối ruột-não

Đường bên phải (GI)

Rối loạn sinh lý là sự mất cân bằng của hệ vi sinh vật đường ruột có liên quan đến nhiều tình trạng khác nhau từ bệnh tim đến bệnh tự kỷ, và tôimực đã được xác định giữa tình trạng tăng tính thấm của ruột (rò rỉ ruột) và rối loạn tâm thần. Xem xét hệ vi sinh vật đường ruột của con người bao gồm hơn 1,000 loài vi khuẩn, không thiếu thủ phạm để điều tra.

Ví dụ: vi khuẩn khử sunfat như vi khuẩn Họ Desulfovibrion gia đình, giúp điều chỉnh nhiều chức năng cơ thể ở mức bình thường. Tuy nhiên, sự gia tăng vi khuẩn khử sunfat có thể gây hại cho hàng rào ruột và có khả năng kích hoạt sự tổng hợp alpha synuclein - một loại protein là thành phần chính của các chất lắng đọng bất thường được gọi là thể Lewy trong não. Việc các tập hợp protein này tồn tại ở đâu trong cơ thể liên quan nhiều đến các triệu chứng mà mọi người gặp phải và các triệu chứng tiến triển nhanh như thế nào.

Người ta vẫn còn tranh cãi liệu bệnh lý của bệnh Parkinson có thể bắt đầu từ ruột hay không, nhưng nghiên cứu từ phòng thí nghiệm của tôi và những người khác cho thấy khả năng này còn hơn cả khả thi.

Tiềm năng tác động cao của nghiên cứu ruột-não

Mỗi nghiên cứu mới kéo chúng ta tiến một bước gần hơn tới việc khám phá nguyên nhân gốc rễ của một số căn bệnh gây suy nhược. Nhưng có rất nhiều câu hỏi có tác động lớn trong lĩnh vực sức khỏe não bộ vẫn đang chờ được giải đáp.

Ít nhất, những khám phá trong tương lai sẽ giúp cải thiện phương pháp điều trị. Ví dụ, các loại thuốc chữa bệnh Parkinson hiện nay trở nên kém hiệu quả hơn theo thời gian, một phần do rối loạn sinh học. Tìm ra khía cạnh nào của chứng rối loạn sinh lý cần nhắm tới có thể cải thiện hiệu quả của thuốc.

Trong kịch bản hứa hẹn nhất, chúng ta có thể thấy rằng chứng rối loạn sinh học và rò rỉ ruột đang đóng vai trò nguyên nhân nhiều hơn như là cơ chế gây bệnh sớm, dẫn đến các phương pháp điều trị sẽ ngăn ngừa Bệnh Parkinson hoặc Chứng mất trí nhớ với cơ thể Lewy trước khi não bị ảnh hưởng.

Chuyển trọng tâm sang các triệu chứng khác

Phòng thí nghiệm của tôi quan tâm đến cơ chế gây ra các bệnh thể Lewy, biểu hiện theo nhiều cách khác nhau. Ví dụ, dấu hiệu đầu tiên của bệnh Parkinson thường là các triệu chứng vận động trong khi các triệu chứng ban đầu của Sa sút trí tuệ với thể Lewy thường có tính nhận thức. Một số bệnh nhân mắc bệnh Parkinson ổn định trong nhiều thập kỷ trong khi bệnh tiến triển nhanh chóng ở những người khác. Chúng tôi vẫn chưa thể trả lời “tại sao” đằng sau những khác biệt này, vì vậy chúng tôi đang tiếp cận vấn đề từ những góc độ hứa hẹn nhất.

Trong bệnh Parkinson, các phương pháp điều trị hiện tại tập trung vào các triệu chứng vận động đặc trưng như run. Nhưng lĩnh vực này đang chuyển sang các triệu chứng không liên quan đến vận động như suy giảm nhận thức và rối loạn chức năng hệ thần kinh tự trị. Những điều này xảy ra bên ngoài não và có thể ảnh hưởng đến chức năng tim mạch và GI.

Trong phòng thí nghiệm của tôi, chúng tôi đặc biệt quan tâm đến việc hiểu rõ hơn về rối loạn chức năng GI và rối loạn chức năng mạch máu não—hai lĩnh vực chưa được khám phá. Chúng tôi muốn khám phá các yếu tố dẫn đến các triệu chứng khác nhau và tốc độ tiến triển khác nhau của những rối loạn này.

Giải quyết tận gốc vấn đề bằng nghiên cứu

Các nhà nghiên cứu vẫn đang tìm hiểu xem liệu các rối loạn chức năng đường ruột như rối loạn sinh học và rò rỉ ruột là thứ phát sau quá trình bệnh hay chúng là nguyên nhân. Để giúp giải câu đố này, phòng thí nghiệm của tôi đang khôi phục lại một lý thuyết ban đầu về bệnh Parkinson. Lý thuyết này cho rằng một mầm bệnh chưa xác định (mà ngày nay chúng ta biết là tập hợp alpha-synuclein) phát triển trong ruột và xâm nhập vào não. Bằng cách nghiên cứu đường ruột trước tiên, chúng tôi hy vọng tìm ra nguồn gốc—hoặc ít nhất là những yếu tố ảnh hưởng—của bệnh tật.

Nghiên cứu R01- Viện Y tế Quốc gia sắp tới của chúng tôi, được gọi là, sẽ đánh giá chứng khó thở và rò rỉ ruột. Chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng sự phát triển mạnh mẽ của vi khuẩn khử sunfat là một yếu tố quan trọng gây ra các bệnh thể Lewy. Nghiên cứu này là nền tảng và nhằm mục đích xác định các yếu tố cần được điều tra thêm để chúng ta có thể tìm ra gốc rễ của sự mất cân bằng GI và các biến chứng của nó. 

Chúng tôi sẽ đánh giá các mẫu máu, mẫu phân, mẫu nước tiểu và xét nghiệm hơi thở lactulose của bệnh nhân, đồng thời chúng tôi cũng sẽ sử dụng xét nghiệm tâm lý thần kinh và hình ảnh thần kinh. Bằng cách phân tích những kết quả này, chúng ta có thể biết những yếu tố nào xuất hiện sớm trong quá trình phát triển bệnh, cách chúng hoạt động ở giai đoạn sau và liệu chúng có liên quan đến kết quả lâm sàng hay không.

Nghiên cứu này sẽ giúp chúng ta xác định chính xác các yếu tố góp phần, có khả năng dẫn đến các phương pháp điều trị có thể vượt qua các bệnh như Parkinson và điều trị chúng trước khi chúng phát tác. Nghiên cứu sẽ tuyển chọn ba đoàn hệ (ngoài một nhóm người tham gia khỏe mạnh): một đoàn hệ rối loạn hành vi giấc ngủ REM vô căn, một đoàn hệ mắc bệnh Parkinson và một đoàn hệ mắc chứng mất trí nhớ với bệnh cơ thể Lewy. 

Giảng viên và Học viên Hỗ trợ Chuyển tiếp Chuyển tiếp

Để bắt đầu dự án nghiên cứu này cần có sự hợp tác của các cố vấn thuộc nhiều lĩnh vực:

• Sarah Pirio Richardson và Tiến sĩ Amanda Deligtisch trong Thần kinh học
• Henry Lin và Alex Birg trong Tiêu hóa
• Shanna Diaz trong Thuốc ngủ
• Andrew Mayer và Tiến sĩ Andrei Vakhtin của Mạng nghiên cứu tâm trí

Cộng đồng nghiên cứu hợp tác, gắn bó chặt chẽ này là lý do khiến tôi quay trở lại Trung tâm Khoa học Sức khỏe UNM sau khi hoàn thành công việc sau tiến sĩ về tâm lý học thần kinh tại Đại học Stanford. Tôi mong muốn tiếp tục truyền thống hỗ trợ các nhà nghiên cứu cấp dưới và giúp họ hợp tác để khám phá các phương pháp điều trị mới.

Các học viên trong phòng thí nghiệm của tôi luôn được chào đón để thực hiện một dự án của riêng họ và tôi rất sẵn lòng hỗ trợ. Tôi cố gắng điều chỉnh sự tham gia của các học viên để họ tham gia vào các dự án mà họ quan tâm và đảm nhận những vai trò có lợi cho sự nghiệp của họ.

Ngoài tài sản giảng viên của chúng tôi, môi trường nghiên cứu cũng rất mạnh mẽ. Vì cư dân và Đồng nghiệp ai quan tâm đến nghiên cứu, có tiềm năng to lớn để trở thành một phần của những khám phá thay đổi cuộc sống. Mạng nghiên cứu tâm trí có cơ sở hạ tầng để hỗ trợ chụp ảnh cộng hưởng từ (MRI), đo từ não (MEG) và điện não đồ (EEG), và Toàn diện Nene và Jamie Koch Trung tâm rối loạn vận động tại Khoa Thần kinh có thiết bị mới để nghiên cứu kích thích từ trường xuyên sọ (TMS).

Tất cả những nguồn tài nguyên quan trọng này đều đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ nghiên cứu nâng cao để chúng tôi có thể phát triển các phương pháp điều trị mới giúp ích cho bệnh nhân bằng cách nâng cao kiến ​​thức về mối liên hệ giữa ruột và não.