Link between Alzheimer's disease and gut microbiota is confirmed
Alzheimer's disease is the most common cause of dementia. Still incurable, it directly affects nearly one million people in Europe, and indirectly millions of family members as well as society as a whole. In recent years, the scientific community has suspected that the gut microbiota plays a role in the development of the disease.
A team from the University of Geneva (UNIGE) and the University Hospitals of Geneva (HUG) in Switzerland, together with Italian colleagues from the National Research and Care Center for Alzheimer's and Psychiatric Diseases Fatebenefratelli in Brescia, University of Naples and the IRCCS SDN Research Center in Naples, confirm the correlation, in humans, between an imbalance in the gut microbiota and the development of amyloid plaques in the brain, which are at the origin of the neurodegenerative disorders characteristic of Alzheimer's disease. Proteins produced by certain intestinal bacteria, identified in the blood of patients, could indeed modify the interaction between the immune and the nervous systems and trigger the disease. These results, published in the Journal of Alzheimer's Disease, make it possible to envisage new preventive strategies based on the modulation of the microbiota of people at risk.
The research laboratory of neurologist Giovanni Frisoni, director of the HUG Memory Centre and professor at the Department of Rehabilitation and Geriatrics of the UNIGE Faculty of Medicine, has been working for several years now on the potential influence of the gut microbiota on the brain, and more particularly on neurodegenerative diseases. "We have already shown that the gut microbiota composition in patients with Alzheimer's disease was altered, compared to people who do not suffer from such disorders," he explains. "Their microbiota has indeed a reduced microbial diversity, with an over-representation of certain bacteria and a strong decrease in other microbes. Furthermore, we have also discovered an association between an inflammatory phenomenon detected in the blood, certain intestinal bacteria and Alzheimer's disease; hence the hypothesis that we wanted to test here: could inflammation in the blood be a mediator between the microbiota and the brain?"
The brain under influence
Intestinal bacteria can influence the functioning of the brain and promote neurodegeneration through several pathways: they can indeed influence the regulation of the immune system and, consequently, can modify the interaction between the immune system and the nervous system. Lipopolysaccharides, a protein located on the membrane of bacteria with pro-inflammatory properties, have been found in amyloid plaques and around vessels in the brains of people with Alzheimer's disease. In addition, the intestinal microbiota produces metabolites—in particular some short-chain fatty acids—which, having neuroprotective and anti-inflammatory properties, directly or indirectly affect brain function.
"To determine whether inflammation mediators and bacterial metabolites constitute a link between the gut microbiota and amyloid pathology in Alzheimer's disease, we studied a cohort of 89 people between 65 and 85 years of age. Some suffered from Alzheimer's disease or other neurodegenerative diseases causing similar memory problems, while others did not have any memory problems," reports Moira Marizzoni, a researcher at the Fatebenefratelli Center in Brescia and first author of this work. "Using PET imaging, we measured their amyloid deposition and then quantified the presence in their blood of various inflammation markers and proteins produced by intestinal bacteria, such as lipopolysaccharides and short-chain fatty acids."
A very clear correlation
"Our results are indisputable: certain bacterial products of the intestinal microbiota are correlated with the quantity of amyloid plaques in the brain," explains Moira Marizzoni. "Indeed, high blood levels of lipopolysaccharides and certain short-chain fatty acids (acetate and valerate) were associated with both large amyloid deposits in the brain. Conversely, high levels of another short-chain fatty acid, butyrate, were associated with less amyloid pathology."
This work thus provides proof of an association between certain proteins of the gut microbiota and cerebral amyloidosis through a blood inflammatory phenomenon. Scientists will now work to identify specific bacteria, or a group of bacteria, involved in this phenomenon.
A strategy based on prevention
This discovery paves the way for potentially highly innovative protective strategies—through the administration of a bacterial cocktail, for example, or of pre-biotics to feed the "good" bacteria in our intestine. "However, we shouldn't be too quick to rejoice," says Frisoni. "Indeed, we must first identify the strains of the cocktail. Then, a neuroprotective effect could only be effective at a very early stage of the disease, with a view to prevention rather than therapy. However, early diagnosis is still one of the main challenges in the management of neurodegenerative diseases, as protocols must be developed to identify high-risk individuals and treat them well before the appearance of detectable symptoms." 

De door de computer vertaalde Engelse tekst (let op: gelet op de vaak technische inhoud van een artikel kunnen bij het vertalen wellicht vreemde en soms niet helemaal juiste woorden en/of zinnen gevormd worden)

Het verband tussen de ziekte van Alzheimer en de darmflora wordt bevestigd De ziekte van Alzheimer is de meest voorkomende oorzaak van dementie. Het is nog steeds ongeneeslijk en treft direct bijna een miljoen mensen in Europa, en indirect miljoenen familieleden en de samenleving als geheel. In de afgelopen jaren heeft de wetenschappelijke gemeenschap vermoed dat de darmmicrobiota een rol speelt bij het ontstaan van de ziekte. Een team van de Universiteit van Genève (UNIGE) en de Universitaire Ziekenhuizen van Genève (HUG) in Zwitserland, samen met Italiaanse collega's van het National Research and Care Center for Alzheimer's and Psychiatric Diseases Fatebenefratelli in Brescia, University of Naples en het IRCCS SDN Research Centrum in Napels, bevestigen de correlatie, bij mensen, tussen een onbalans in de darmflora en de ontwikkeling van amyloïde plaques in de hersenen, die de oorzaak zijn van de neurodegeneratieve aandoeningen die kenmerkend zijn voor de ziekte van Alzheimer. Eiwitten geproduceerd door bepaalde darmbacteriën, geïdentificeerd in het bloed van patiënten, kunnen inderdaad de interactie tussen het immuunsysteem en het zenuwstelsel wijzigen en de ziekte veroorzaken. Deze resultaten, gepubliceerd in het Journal of Alzheimer's Disease, maken het mogelijk om nieuwe preventieve strategieën te bedenken op basis van de modulatie van de microbiota van mensen die risico lopen. Het onderzoekslaboratorium van neuroloog Giovanni Frisoni, directeur van het HUG Memory Center en professor bij de afdeling Revalidatie en Geriatrie van de UNIGE Faculteit Geneeskunde, werkt al enkele jaren aan de mogelijke invloed van de darmmicrobiota op de hersenen, en meer in het bijzonder op neurodegeneratieve ziekten. "We hebben al aangetoond dat de samenstelling van de darmmicrobiota bij patiënten met de ziekte van Alzheimer was veranderd in vergelijking met mensen die niet aan dergelijke aandoeningen lijden", legt hij uit. "Hun microbiota heeft inderdaad een verminderde microbiële diversiteit, met een oververtegenwoordiging van bepaalde bacteriën en een sterke afname van andere microben. Bovendien hebben we ook een verband ontdekt tussen een in het bloed gedetecteerd ontstekingsfenomeen, bepaalde darmbacteriën en de ziekte van Alzheimer; vandaar de hypothese die we hier wilden testen: zou een ontsteking in het bloed een bemiddelaar kunnen zijn tussen de microbiota en de hersenen? " De hersenen onder invloed Darmbacteriën kunnen de werking van de hersenen beïnvloeden en neurodegeneratie bevorderen via verschillende routes: ze kunnen inderdaad de regulatie van het immuunsysteem beïnvloeden en bijgevolg de interactie tussen het immuunsysteem en het zenuwstelsel wijzigen. Lipopolysacchariden, een eiwit dat zich op het membraan van bacteriën bevindt met pro-inflammatoire eigenschappen, zijn aangetroffen in amyloïde plaques en rond bloedvaten in de hersenen van mensen met de ziekte van Alzheimer. Bovendien produceert de darmmicrobiota metabolieten - in het bijzonder enkele vetzuren met een korte keten - die, met neuroprotectieve en ontstekingsremmende eigenschappen, direct of indirect de hersenfunctie beïnvloeden. "Om te bepalen of ontstekingsmediatoren en bacteriële metabolieten een verband vormen tussen de darmmicrobiota en amyloïde pathologie bij de ziekte van Alzheimer, hebben we een cohort van 89 mensen tussen 65 en 85 jaar bestudeerd. Sommigen leden aan de ziekte van Alzheimer of andere neurodegeneratieve ziekten die een soortgelijk geheugen veroorzaakten. problemen, terwijl anderen geen geheugenproblemen hadden ”, meldt Moira Marizzoni, een onderzoeker aan het Fatebenefratelli Center in Brescia en eerste auteur van dit werk. "Met behulp van PET-beeldvorming hebben we hun amyloïde-afzetting gemeten en vervolgens de aanwezigheid in hun bloed gekwantificeerd van verschillende ontstekingsmarkers en eiwitten geproduceerd door darmbacteriën, zoals lipopolysacchariden en vetzuren met een korte keten." Een heel duidelijke correlatie "Onze resultaten zijn onbetwistbaar: bepaalde bacteriële producten van de darmmicrobiota zijn gecorreleerd met de hoeveelheid amyloïde plaques in de hersenen", legt Moira Marizzoni uit. "Inderdaad, hoge bloedspiegels van lipopolysacchariden en bepaalde vetzuren met een korte keten (acetaat en valeraat) werden geassocieerd met beide grote amyloïde afzettingen in de hersenen. Omgekeerd werden hoge niveaus van een ander vetzuur met een korte keten, butyraat, geassocieerd met minder amyloïde. pathologie."
Dit werk levert dus het bewijs van een verband tussen bepaalde eiwitten van de darmflora en cerebrale amyloïdose door een bloedontstekingsfenomeen. Wetenschappers gaan nu werken aan het identificeren van specifieke bacteriën, of een groep bacteriën, die bij dit fenomeen betrokken zijn. Een strategie gebaseerd op preventie Deze ontdekking maakt de weg vrij voor potentieel zeer innovatieve beschermingsstrategieën - bijvoorbeeld door het toedienen van een bacteriecocktail of van pre-biotica om de "goede" bacteriën in onze darm te voeden. "We moeten echter niet te snel blij zijn", zegt Frisoni. "We moeten inderdaad eerst de stammen van de cocktail identificeren. Dan zou een neuroprotectief effect alleen effectief kunnen zijn in een zeer vroeg stadium van de ziekte, met het oog op preventie in plaats van therapie. Vroegtijdige diagnose is echter nog steeds een van de belangrijkste uitdagingen bij het beheer van neurodegeneratieve ziekten, aangezien er protocollen moeten worden ontwikkeld om personen met een hoog risico te identificeren en deze te behandelen ruim voordat er detecteerbare symptomen optreden. "