Araştırmalara göre bağırsak bakterileri tarafından üretilen bir metabolit, beyin koruma bariyerini zayıflatarak Alzheimer ile ilişkili bazı değişimleri tetikleyebilir. Bilim insanları, Alzheimer hastalarının bağırsak mikrobiyomunun sağlıklı bireylerden farklı olduğunu uzun zamandır biliyor. Ancak bu farklılıkların hastalığın bir sonucu mu, yoksa hastalığa katkıda mı bulunduğu ya da yalnızca ona eşlik edip etmediği konusunda kesin bir bilgi bulunmamaktadır.
Bağırsak bakterilerinin kendisinden ziyade, bu bakterilerin ürettiği ve kanda dolaşan moleküllerin etkili olabileceği düşünülmektedir. Wired’ın haberine göre, bir grup araştırmacı bu moleküllerden birini tespit etmiş olabilir. Nature Communications dergisinde yayımlanan çalışmada, bazı bağırsak bakterileri tarafından üretilen imidazol propiyonat (ImP) adlı bileşik, bağırsak mikrobiyomu ile Alzheimer hastalığı arasındaki olası bağlantılardan biri olarak öne çıkmaktadır.
ImP Molekülünün Rolü Nedir?
Araştırmacılara göre, bu mekanizma bağırsakta başlamaktadır. Belirli bakteriler, histidin adı verilen bir amino asidi metabolize ederek ImP üretmektedir. Bu molekülün bir kısmı kana karışabilmektedir. Ancak asıl sorun, beynin sınırında ortaya çıkmaktadır. Yeni çalışmadaki deneyler, ImP’nin beyni koruyan ve kandan beyne geçen maddeleri kontrol eden kan-beyin bariyerini zayıflatabileceğini göstermektedir.
Bariyerin geçirgenliğinin artması, metabolitin beyne ulaşmasını kolaylaştırmaktadır. Araştırmacılar, ImP’nin burada nöronlarla doğrudan etkileşime girebildiğini tespit etmiştir. Bu aşamada Alzheimer hastalığının iki temel biyolojik özelliği devreye girmektedir: amiloid beta ve tau proteinleri. Alzheimer’dan etkilenen beyinde amiloid beta birikerek nöronlar arasında plaklar oluşturmakta, tau proteini ise normal işlevini değiştiren anormal süreçlerden geçerek hücrelerin içinde zararlı yapıların oluşmasına yol açmaktadır.
Deneysel Bulgular Neler Gösteriyor?
Deneylere göre, ImP bu iki süreci ağırlaştırabilmektedir. Araştırmacılar, ImP’nin amiloid beta plaklarının birikimini artırabildiğini ve fosforilasyon denilen süreç üzerinden tau proteinindeki anormal değişiklikleri hızlandırabildiğini bulmuştur. Çalışmada ortaya konan model, bir zincirleme reaksiyona dayanmaktadır: bazı bağırsak bakterileri ImP üretmekte, bu metabolit kan dolaşımına karışmakta, kan-beyin bariyerini aşarak beyne ulaşmakta ve burada amiloid beta ile tau proteinleriyle ilişkili değişiklikleri tetiklemektedir.
Ancak biyolojik açıdan tutarlı bir mekanizmanın ortaya konması, bu zincirin insan vücudunda kesinlikle aynı biçimde gerçekleştiği anlamına gelmemektedir. Araştırmacılar bu nedenle önce insanlarda söz konusu ilişkinin izlerini aramış, ardından mekanizmanın farklı aşamalarını fare ve hücre deneyleriyle test etmiştir.
İnsanlar ve Fareler Üzerinde Yapılan Çalışmalar
Bilim insanları, ortalama yaşı 61,2 olan 1.196 bilişsel olarak sağlıklı yetişkinin kanındaki ImP seviyesini incelemiştir. Kanında daha yüksek ImP bulunan kişilerin bilişsel testlerde daha düşük performans gösterdiği gözlemlenmiştir. Bu bireylerde Alzheimer için biyobelirteç olarak kullanılan tau proteininin değiştirilmiş bir formu pTau-217 ile nöronlar hasar gördüğünde daha fazla salgılanan NfL proteininin seviyeleri de daha yüksekti. Her iki biyobelirteç de kandan ölçülebilmekte ve henüz belirgin semptomlar ortaya çıkmadan önce beyinde başlayan değişikliklere dair ipuçları verebilmektedir.
Araştırmacılar, katılımcıların zaman içinde yapılan bilişsel testlerine ve biyobelirteç ölçümlerine de bakmıştır. En yüksek ve en düşük ImP seviyelerine sahip gruplar karşılaştırıldığında, ImP düzeyi yüksek olanların zaman içinde daha hızlı bilişsel gerileme gösterdiği tespit edilmiştir. Deneylerin ikinci aşamasında, Alzheimer hastalığının belirli özelliklerini geliştirecek şekilde genetik olarak değiştirilmiş iki farklı fare grubuna aylar boyunca ImP verilmiştir. Sonuçlar benzer bulgular göstermektedir.
Alzheimer’a Yol Açan Bakteriler Var mı?
Çalışma, belirli bir bakterinin doğrudan Alzheimer’a yol açtığı anlamına gelmemektedir. ImP üretebilen bakterilerin çoğu sağlıklı insanların bağırsaklarında da bulunmaktadır. Çalışmanın ortak yazarlarından Wisconsin Üniversitesi bakteriyoloji profesörü Federico Rey, “ImP üreten bakteriler insanların büyük bölümünde mevcut, fakat çoğu kişide yüksek miktarda değiller” demektedir. Rey’e göre, bir mikrobun vücudu etkileyebilmesi için bağırsakta yoğun bulunması gerekmemektedir. Bazı bakteriler ImP üretmek için gerekli biyolojik mekanizmaya sahip olsa bile, bu bakterilerin bağırsakta bulunması kişide mutlaka yüksek miktarda ImP birikeceği anlamına gelmemektedir.
Kana ulaşan ImP miktarının birçok faktörün birleşimine bağlı olduğu düşünülmektedir. Araştırmacılar yaş, cinsiyet ve genetikle ilişkili farklılıklar tespit ederken, önceki çalışmalar da ImP üretimini beslenme biçimi ve bağırsak mikrobiyomunun yapısıyla ilişkilendirmiştir. Aynı nedenle ImP üretebilen bakterilere sahip olmak, kişinin Alzheimer hastalığı geliştireceği anlamına gelmemektedir. Yaş, genetik yapı, metabolik durum ve damar sağlığı gibi birçok başka faktör de Alzheimer riskini etkilemektedir.
Riski Azaltacak Bir İlaç Mümkün Mü?
İlk bakışta çözüm, ImP üreten mikroorganizmaları ortadan kaldırmak gibi görünebilir. Ancak araştırmacılar bunun sanıldığı kadar basit olmadığını belirtmektedir. Çünkü bu bakteriler ImP üretirken histidin adı verilen temel bir amino asidi metabolize etmektedir. Histidin, vücudun ihtiyaç duyduğu ve özellikle protein bakımından zengin birçok gıdada bulunan doğal bir bileşendir. Araştırmacılara göre daha gerçekçi yaklaşım, bakterilerin kendisini yok etmek yerine ImP molekülünü ya da ImP üretiminde kullanılan bakteriyel mekanizmayı hedeflemek olabilir. Bunu yüksek kolesterol tedavisine benzetmektedirler. Nasıl statinler kardiyovasküler hastalık riskini azaltmak amacıyla kandaki ‘kötü’ kolesterol seviyesini düşürüyorsa, gelecekte ImP’nin kandaki düzeyini azaltan bir inhibitör geliştirmek de mümkün olabilir. Şimdilik çalışma doğrudan bir tedavi önermemektedir. Bulgular, bağırsak mikrobiyomu ile Alzheimer arasındaki ilişkinin sanılandan daha somut biyolojik mekanizmalar üzerinden ilerleyebileceğini göstermektedir.
