Miten kielen pinnoite auttaa tunnistamaan Parkinsonin taudin varhaisessa vaiheessa

Analysoimalla kielen pintaa tutkijat ovat löytäneet tehokkaita vihjeitä Parkinsonin taudin havaitsemiseksi: ei injektioita, ei skannauksia – vain yksinkertainen näyte.

Shanghain Jiao Tong -yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan tutkijat Kiinasta ovat selvittäneet kielen päällystenäytteiden diagnostista potentiaalia Parkinsonin taudin varhaisessa havaitsemisessa ja seurannassa. Heidän Frontiers in Microbiology -lehdessä julkaistussa tutkimuksessaan kielen päällystenäytteet ovat nousseet lupaavaksi diagnostiseksi työkaluksi taudin havaitsemisessa, mikä korostaa mikrobiyhteisöjen ja aineenvaihduntayhdisteiden osallistumista taudin patogeneesiin.

Johdanto

Parkinsonin tauti on toiseksi yleisin hermostoa rappeuttava sairaus, jolle on ominaista lepovapina, lihasjäykkyys ja liikkeiden hitaus. Korkean tulotason maissa esiintyvyys on noin 14 tapausta 100 000 ihmistä kohden.

Patogeeni liittyy mitokondrioiden toimintahäiriöihin, oksidatiiviseen stressiin, proteiinien aggregaatioon, autofagian häiriintymiseen ja neuroinflammaatioon. Patogeenin monimutkaisuus rajoittaa diagnostisia ja terapeuttisia vaihtoehtoja.

Perinteiset diagnostiset menetelmät vaativat aivo-selkäydinnesteen tai veren keräämistä, jotka ovat invasiivisia toimenpiteitä, jotka voivat aiheuttaa psykoemotionaalista stressiä, taloudellista taakkaa ja infektioriskin, ja ne ovat myös kalliita ja niihin liittyy monimutkaisia protokollia.

Nämä puutteet korostavat tarvetta kehittää kätevämpiä, tarkempia ja varhaisempia diagnostisia menetelmiä. Tämä tutkimus suunniteltiin tätä tavoitetta silmällä pitäen. Idea syntyi, kun tiedemiehet huomasivat Parkinsonin tautia sairastavilla potilailla tyypillisen kielen pinnoitteen – paksun, rasvaisen kerroksen, jossa on joskus epänormaali valkoinen tai keltainen sävy.

Kielen päällyste on tärkeä "visuaalisen diagnostiikan" kohde perinteisessä kiinalaisessa lääketieteessä. Se sisältää yleensä sekoituksen bakteereja, epiteelisoluja, sylkeä, veren aineenvaihduntatuotteita ja ruokajäämiä.

Kielen pinnoitteen analysointi on saamassa yhä enemmän huomiota biolääketieteen alalla, ja sitä käytetään suun sairauksien, ruoansulatuskanavan sairauksien ja monien muiden sairauksien diagnosointiin.

Shanghain Jiaotongin yliopiston tutkijat suorittivat koostumusanalyysin Parkinsonin taudin diagnosoinnin ja ennusteen parantamiseksi ottaen huomioon kielipuikon yksinkertaisuuden, ei-invasiivisuuden, alhaisen riskin ja kustannustehokkuuden.

Metodologia

Tutkijat suorittivat kvantitatiivisen analyysin 36 Parkinsonin tautia sairastavan ja 31 terveen yksilön kieliplakkinäytteiden mikrobiomista ja aineenvaihduntayhdisteistä.

Yhdistämällä mikrobiomi- ja metabolomiikkadataa he pyrkivät tunnistamaan luotettavia biomarkkereita, jotka voisivat toimia ei-invasiivisina diagnostisina työkaluina ja osoittaa uusiin terapeuttisiin kohteisiin. Tunnistettujen markkereiden ennustearvon arvioimiseksi käytettiin Random Forest -koneoppimismallia.

Keskeiset tulokset

• Mikrobiomi: Plakkianalyysi paljasti merkittäviä eroja useiden bakteeriyhteisöjen suhteellisessa runsaudessa potilaiden ja terveiden verrokkien välillä. Näitä yhteisöjä voivat käyttää Parkinsonin taudin patofysiologisten muutosten potentiaalisina markkereina.
• Aineenvaihdunta. Parkinsonin tautia sairastavilla potilailla havaittiin palmitoyylietanoliamidin pitoisuuksien laskua plakissa ja pitkälle edennyttä vammaa ja lievää kognitiivista heikkenemistä sairastavilla potilailla karnitiinipitoisuuksien laskua. Palmitoyylietanoliamidi on endogeeninen rasvahappoamidi, jota on tutkittu laajasti neurodegeneratiivisissa sairauksissa.
• Artefakti: Kohonneita dokosanamidipitoisuuksia havaittiin, mutta niiden katsottiin johtuvan ulkoisesta kontaminaatiosta eikä niitä pidetty luotettavana merkkinä.

Tutkimuksen merkitys

Tutkimuksessa tunnistettiin mahdollinen yhteys kielen kalvon mikrobiston koostumuksen muutosten ja aineenvaihduntaprofiilin välillä, mikä voi merkittävästi vaikuttaa Parkinsonin taudin patogeneesiin ja etenemiseen.

Plakkikuvausta on aiemmin käytetty suun ja ruoansulatuskanavan sairauksien, nivelreuman, keuhkokuumeen, keuhkosyövän, kroonisen munuaissairauden, sydänsairauksien, osteoporoosin ja iskeemisen aivohalvauksen havaitsemiseen. Nykyinen tutkimus keskittyy ensimmäistä kertaa Parkinsonin tautia sairastavien potilaiden kielen plakkimuutosten koostumukseen ja tarjoaa molekyylitason näkemyksiä patogeneesistä.

Plakkimikrobiotan muutokset olivat samanlaisia kuin Parkinsonin tautia sairastavien ulostenäytteissä raportoidut muutokset. Kielen plakin kerääminen on kätevämpää, puhtaampaa ja turvallisempaa kuin ulosteen kerääminen, mikä korostaa tämän lähestymistavan etuja entisestään.

Aineenvaihduntamuutoksista merkittävimpiä olivat joidenkin eksogeenisten yhdisteiden lisääntyminen ja endogeenisen palmitoyylietanoliamidin väheneminen, mikä viittaa sekä ulkoisten että sisäisten tekijöiden vaikutukseen potilaiden tilaan.

Palmitoyylietanoliamidin väheneminen plakissa tekee siitä lupaavan markkerin Parkinsonin tautia sairastavien ja sairastamattomien potilaiden erottamiseksi toisistaan. Palmitoyylietanoliamidia syntetisoivat keskushermoston neuronit ja gliasolut, ja se ylläpitää suoliston suojamuuria, vähentää tulehdusta ja kipua sekä säätelee energia-aineenvaihduntaa.

Myös karnitiini on tärkeä: sen väheneminen myöhäisvaiheen ja lievän kognitiivisen heikkenemisen potilailla vahvistaa aiemmin kuvatut neuroprotektiiviset ja kognitiota parantavat ominaisuudet.

Rajoitukset ja näkymät

Tutkimus on alustava ja perustuu pieneen otoskokoon, joten validointi suuremmissa kohorttitutkimuksissa on tarpeen.

Random Forest -malli osoitti lähes 89 %:n tarkkuuden Parkinsonin tautia sairastavien ja terveiden osallistujien erottamisessa toisistaan, mikä vahvisti plakkimetaboliaprofiloinnin diagnostisen potentiaalin.

Kaiken kaikkiaan tulokset korostavat kielipinnoitteen potentiaalia ei-invasiivisena ja kustannustehokkaana työkaluna Parkinsonin taudin diagnosointiin ja seurantaan. Tarvitaan kuitenkin lisää laajamittaisia tutkimuksia näiden merkkiaineiden kliinisen hyödyllisyyden vahvistamiseksi.