Wie Darmbakterien beeinflussen die Behandlung der Parkinson-Krankheit

Patienten mit Parkinson-Krankheit werden behandelt mit levodopa, die wird umgewandelt in Dopamin, ein neurotransmitter im Gehirn. In einer Studie, veröffentlicht am 18. Januar in der Fachzeitschrift „Nature Communications“, Wissenschaftler von der Universität Groningen zeigen, dass Darmbakterien können die Metabolisierung von levodopa in Dopamin. Und da Dopamin nicht über die Blut-Hirn-Schranke, das macht die Medikation weniger effektiv—auch in Anwesenheit von Inhibitoren, die verhindern sollte, die Umwandlung von levodopa.

„Es ist bekannt, dass Darmbakterien kann Einfluss auf das Gehirn“, erklärt Assistenzprofessor von Mikrobiologie Sahar El Aidy, und leitender Prüfarzt der Studie. „Es ist eine kontinuierliche Chemische Dialog zwischen Darmbakterien und dem Gehirn, die sogenannte Darm-Hirn-Achse.“ El Aidy und Ihr team untersuchten die Fähigkeit der Darm-mikrobiota Einfluss auf die Bioverfügbarkeit von levodopa, ein Medikament in der Behandlung der Parkinson-Krankheit.

Blut-Hirn-Schranke

Das Medikament ist in der Regel oral eingenommen, und levodopa wird im Dünndarm aufgenommen und transportiert dann durch die Blutbahn in das Gehirn. Allerdings decarboxylase Enzyme umwandeln kann levodopa in Dopamin. Im Gegensatz zu levodopa, Dopamin kann nicht die Blut-Hirn-Schranke, so dass die Patienten erhalten auch ein decarboxylase-Hemmer. „Aber das Niveau von levodopa, die das Gehirn erreichen, variieren stark unter der Parkinson-Krankheit Patienten, und wir die Frage, ob die Darm-mikrobiota wurden, eine Rolle spielen in diesem Unterschied,“ sagt El Aidy.

In bakteriellen Proben aus dem Dünndarm von Ratten, Ph. D. student Sebastiaan van Kessel gefunden, der die Aktivität der bakteriellen Tyrosin-decarboxylase-Enzym, das normalerweise wandelt Tyrosin in Tyramin, aber wurde gefunden, um auch konvertieren von levodopa in Dopamin. „Wir haben dann festgestellt, dass die Quelle dieser decarboxylase wurde Enterococcus Bakterien.“ Die Forscher zeigten auch, dass die Umwandlung von levodopa wurde nicht gehemmt durch eine hohe Konzentration der Aminosäure Tyrosin, das wichtigste Substrat der bakteriellen Tyrosin-decarboxylase-Enzym.

Bioverfügbarkeit

Als die Parkinson-Patienten werden gegeben, ein decarboxylase-Hemmer, der nächste Schritt zu testen, wurde die Wirkung von mehreren menschlichen decarboxylase-Hemmer auf das bakterielle Enzym. „Es stellte sich heraus, dass, zum Beispiel, der inhibitor Carbidopa ist über 10.000 mal wirksamer bei der Hemmung der menschlichen decarboxylase“, sagt El Aidy.

Diese Erkenntnisse führten das team zu der Hypothese, dass die Anwesenheit von bakteriellen Tyrosin-decarboxylase würde reduzieren die Bioverfügbarkeit von levodopa bei Parkinson-Patienten. Um dies zu bestätigen, testeten Sie Stuhlproben von Patienten, die auf einen normalen oder hohen Dosis von levodopa. Die relative Häufigkeit der bakteriellen gen codiert für Tyrosin-decarboxylase korreliert mit der Notwendigkeit für eine höhere Dosis der Droge. „Wie diese wurden Stuhlproben, und levodopa wird im Dünndarm aufgenommen, das war noch nicht Feste Beweise. Jedoch, wir bestätigten unsere Beobachtung zeigt, dass die höhere Abundanz der bakteriellen Enzym im Dünndarm von Ratten geringere Mengen von levodopa im Blutkreislauf“, erklärt El Aidy.

Teufelskreis

Eine weitere wichtige Erkenntnis der Studie ist die positive Korrelation zwischen Krankheitsdauer und Stufen von bakteriellen Tyrosin-decarboxylase. Einige Parkinson-Patienten entwickeln eine überwucherung des Dünndarms Bakterien einschließlich Enterokokken aufgrund der häufigen Aufnahme von Protonen-Pumpen-Inhibitoren, die Sie verwenden zur Behandlung von Magen-Darm-Symptome mit der Krankheit assoziiert. Insgesamt wird durch diese Faktoren führen zu einem Teufelskreis führt zu einer erhöhten levodopa/decarboxylase-Hemmer-Dosierung Anforderung in einer Untergruppe der Patienten.