MS, Parkinson, Alzheimer

Neurologische aandoeningen hebben vaak een ontstekingsaspect, en ook hier zijn relaties met een gewijzigd microbioom niet ongebruikelijk. Dit lijkt misschien wat onwaarschijnlijk, maar de darmen zijn zeer rijk voorzien van zenuwen en kennen twee-richting-verkeer met het brein. De aanwijzingen dat het microbioom een directe modulatie van het centraal zenuwstelsel kan bewerkstelligen, en vice versa, stapelen zich op. Er zijn aanwijzingen voor de relatie met het microbioom gevonden bij:

Multiple sclerose (MS)
Bij MS-patiënten zijn afwijkingen aangetroffen in de bloedconcentraties van stoffen van bacteriële oorsprong, waarvan bekend is dat ze neuroinflammatie beïnvloeden (1). Ook zijn bij MS-patiënten verschillen gevonden in de samenstelling van het microbioom, waarbij het meest opvallende verschil een lager aantal bacteriën betrof van soorten die auto-immuunreacties kunnen dempen (2-4). Met moderne technieken worden in voorheen steriel geachte organen inmiddels ook sporen van bacteriën gevonden. Een intrigerend onderzoek vergeleek bacteriën in de hersenen van overleden MS-patiënten met die in hersenen van andere overleden personen en vond ook daar opmerkelijke verschillen, waarbij er een sterke correlatie was tussen de gevonden aantallen bacteriën en de ziekte-gerelateerde immuunreactie (5). De eerste onderzoeken naar de invloed van probiotica bij MS-patiënten laten verschuivingen in het microbioom zien richting dat van gezonden personen, voorzichtige indicaties voor een afname van de auto-immuunactiviteit, en vermindering van beperkingen en mentale problemen (6-8).

Parkinson
Dit is de op-één-na meest voorkomende neurodegeneratieve ziekte, waarbij met name de motorische regionen in de hersenen beschadigd raken. Een belangrijk kenmerk van Parkinson is de verminderde aanmaak van dopamine. Het microbioom reguleert de aanmaak van enzymen voor de productie van dopamine, en bacteriën maken zelf ook dopamine aan en zijn verantwoordelijk voor de helft van alle dopamine in het lichaam (9). Veel patiënten blijken nog voor het optreden van bewegingsproblemen last te hebben van constipatie (9-11). Constipatie komt bij ca. 80% van de patiënten voor en dit gaat samen met ophoping van A-synucleïne, beschadiging van darmzenuwen, en toegenomen doorlaatbaarheid van de de darmwand (9,11). Ook bij Parkinson zijn afwijkingen in de samenstelling van het microbioom gevonden, waarbij de hoeveelheid van een bepaald bacteriegeslacht correleerde met de ernst van de bewegingsproblemen (10). Tot slot is bacteriële verstoring in de dunne darm (small intestine bacterial overgrowth) ook geassocieerd met Parkinson (9). Hoewel er dus sterke aanwijzingen zijn voor een rol van het microbioom bij Parkinson, zijn er alsnog geen studies gepubliceerd over een directe modulatie van het microbioom (via bijvoorbeeld probiotica of poeptransplantatie).

Alzheimer
Een belangrijke hypothese over de oorzaak van Alzheimer is dat deze ziekte het gevolg is van ophoping van amyloïde plaques. In een diermodel bleek een gewijzigde samenstelling van het microbioom bij kan dragen aan het afzetten van amyloïde plaques (10). Bovendien is ook bij Alzheimer patiënten een afwijkende samenstelling van het microbioom ten opzichte van gezonde personen aangetroffen (12). Bij de bacteriegeslachten waar de afwijkingen het grootst waren, was de hoeveelheid gecorreleerd aan de ernst van de ziekte (12). Opmerkelijk is de vondst dat in de hersenen van overleden Alzheimerpatiënten meer en andere bacteriën zijn aangetroffen dan in de hersenen van gezonde personen (10). Daarnaast zijn in de hersenen van Alzheimer patiënten verhoogde niveaus gevonden van endotoxines van bacteriële oorsprong (LPS), variërend van 3 maal tot, in sommige patiënten met vergevorderde Alzheimer, soms wel 26 maal zoveel als bij gezonde controlepersonen (13). Deze stoffen veroorzaken neuroinflammatoire reacties, overeenkomstig met de neuroinflammatie die bij Alzheimer wordt gevonden (14). Tot slot suggereert een klein onderzoek naar het effect van probiotica bij Alzheimer patiënten een verbetering van het cognitieve functioneren en verminderen van ontstekingsfactoren (7)

Referenties

1. Clemente JC, Manasson J, Scher JU. The role of the gut microbiome in systemic inflammatory disease. BMJ. 2018;360:j5145. 

2. Miyake S, Kim S, Suda W, Oshima K, Nakamura M, Matsuoka T, Chihara N, Tomita A, Sato W, Kim S-W, et al. Dysbiosis in the Gut Microbiota of Patients with Multiple Sclerosis, with a Striking Depletion of Species Belonging to Clostridia XIVa and IV Clusters. PLoS ONE [Internet]. 2015 [cited 2018 May 26];10. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4569432/

3. Chen J, Chia N, Kalari KR, Yao JZ, Novotna M, Soldan MMP, Luckey DH, Marietta EV, Jeraldo PR, Chen X, et al. Multiple sclerosis patients have a distinct gut microbiota compared to healthy controls. Sci Rep [Internet]. 2016 [cited 2018 May 26];6. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4921909/

4. Cekanaviciute E, Yoo BB, Runia TF, Debelius JW, Singh S, Nelson CA, Kanner R, Bencosme Y, Lee YK, Hauser SL, et al. Gut bacteria from multiple sclerosis patients modulate human T cells and exacerbate symptoms in mouse models. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017;114:10713–8. 

5. Branton WG, Lu JQ, Surette MG, Holt RA, Lind J, Laman JD, Power C. Brain microbiota disruption within inflammatory demyelinating lesions in multiple sclerosis. Sci Rep [Internet]. 2016 [cited 2018 May 26];6. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5125007/

6. Tankou SK, Regev K, Healy BC, Tjon E, Laghi L, Cox LM, Kivisäkk P, Pierre IV, Lokhande H, Gandhi R, et al. A probiotic modulates the microbiome and immunity in multiple sclerosis. Ann Neurol. 2018; 

7. Kouchaki E, Tamtaji OR, Salami M, Bahmani F, Daneshvar Kakhaki R, Akbari E, Tajabadi-Ebrahimi M, Jafari P, Asemi Z. Clinical and metabolic response to probiotic supplementation in patients with multiple sclerosis: A randomized, double-blind, placebo-controlled trial. Clin Nutr Edinb Scotl. 2017;36:1245–9. 

8. Tankou SK, Regev K, Healy BC, Cox LM, Tjon E, Kivisakk P, Vanande IP, Cook S, Gandhi R, Glanz B, et al. Investigation of probiotics in multiple sclerosis. Mult Scler Houndmills Basingstoke Engl. 2018;24:58–63. 

9. Parashar A, Udayabanu M. Gut microbiota: Implications in Parkinson’s disease. Parkinsonism Relat Disord. 2017;38:1–7. 

10. Kim N, Yun M, Oh YJ, Choi H-J. Mind-altering with the gut: Modulation of the gut-brain axis with probiotics. J Microbiol Seoul Korea. 2018;56:172–82. 

11. Felice VD, Quigley EM, Sullivan AM, O’Keeffe GW, O’Mahony SM. Microbiota-gut-brain signalling in Parkinson’s disease: Implications for non-motor symptoms. Parkinsonism Relat Disord. 2016;27:1–8. 

12. Vogt NM, Kerby RL, Dill-McFarland KA, Harding SJ, Merluzzi AP, Johnson SC, Carlsson CM, Asthana S, Zetterberg H, Blennow K, et al. Gut microbiome alterations in Alzheimer’s disease. Sci Rep [Internet]. 2017 [cited 2018 May 27];7. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5648830/

13. Zhao Y, Jaber V, Lukiw WJ. Secretory Products of the Human GI Tract Microbiome and Their Potential Impact on Alzheimer’s Disease (AD): Detection of Lipopolysaccharide (LPS) in AD Hippocampus. Front Cell Infect Microbiol [Internet]. 2017 [cited 2018 May 27];7. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5504724/

14. Lin L, Zheng LJ, Zhang LJ. Neuroinflammation, Gut Microbiome, and Alzheimer’s Disease. Mol Neurobiol. 2018;