Filip Scheperjans (oik.) ja Petri Auvinen kuvattiin Helsingin yliopiston tiloissa Viikissä.
Fabian Björk
Anu Piippo
Kahdeksan kysymystä Parkinsonin taudista
Parkinsonin tauti on yleinen hermoston rappeumasairaus, johon ei toistaiseksi tunneta parannuskeinoa. Neurologian erikoislääkäri Filip Scheperjans ja geneetikko Petri Auvinen ryhmineen lähtivät ensimmäisenä maailmassa tutkimaan Parkinsonin taudin ja mikrobiston välistä yhteyttä. Filip Scheperjans kertoo lisää.
Voiko Parkinsonin tauti saada alkunsa suolistosta?
Parkinsonin taudin puhkeamiseen tarvitaan valta osassa tapauksista geneettisen alttiuden lisäksi ympäristön altistus. Laukaiseva tekijä tai laukaisevat tekijät voivat olla peräisin eri lähteistä ja niiden syntymekanismit voivat olla erilaiset. On kuitenkin hyvin todennäköistä, että osalla potilaista Parkinsonin tauti on saanut alkunsa suolistosta mahdollisesti mikrobistomuutoksiin liittyen jo vuosia ennen kuin taudin motoriset oireet ilmenevät. Siitä, miten mikrobisto vaikuttaa asiaan, tiedetään toistaiseksi vähän. Syntymekanismin osoittaminen on vaikeaa ja vaatii kokeellisia tutkimuksia.
Miten suolistomikrobien ja aivojen välinen yhteys toimii?
Tästä asiasta on paljonkin tietoa, joskin myös avoimia kysymyksiä on. On tiedetty jo pitkään, että aivot vaikuttavat suoliston toimintaan autonomisen hermoston kautta sekä hormonien välityksellä. Selvästi lyhyemmän aikaa on tutkittu suoliston vaikutusta aivoihin. Suolistobakteerit pystyvät vaikuttamaan aivoihin suoraan suoliston seinämän pinta- ja hermosolujen sekä verenkierron kautta eli erittämällä aivoihin kulkeutuvia erilaisia välittäjäaineita ja aineenvaihduntatuotteita. Nämä puolestaan pystyvät säätelemään aivojen immuunijärjestelmää ja jopa aivojen geenitoimintoja. Lisäksi paljon informaatiota kulkeutuu aivorungon ja suurimman osan suolistosta yhdistävän vagushermon kautta. Suurin osa vagushermon viestinnästä, 80 prosenttia, kulkeutuu suolistosta aivoihin päin. Tästä tiedetään vielä melko vähän, mutta bakteerit pystyvät osin vaikuttamaan suoraan suoliston hermosoluihin, jotka ovat yhteydessä vagushermoon. Suoliston hermosoluissa voi syntyä ja kulkeutua aivorunkoon patologisia proteiinikertymiä, joita pidetään Parkinsonin taudin yhtenä syynä. Lisäksi suolistossa toimii merkittävä osa ihmisen puolustusjärjestelmästä, joka on suorassa vuorovaikutuksessa mikrobiston kanssa. Jos puolustusjärjestelmän säätely häiriintyy, voi syntyä paikallinen tulehdus, joka voi olla yksi laukaisevista tekijöistä. On myös mahdollista, että suoliston immuunisoluja voi siirtyä aivoihin aiheuttaen mahdollisesti siellä tulehdusreaktioita.
Miten antibiootit liittyvät asiaan?
Tämä on Parkinson-tutkimuksemme yksi osa-alue, jota kukaan ei ollut aiemmin tutkinut. Entuudestaan on tiedetty, että osalla runsaasti antibiootteja syöneistä ihmisistä suolistomikrobiston koostumus voi muuttua pysyvästi, mikä voi lisätä useiden sairauksien riskiä. Jos ajatellaan, että mikrobistomuutokset mahdollisesti edeltävät Parkinsonin tautia, halusimme tutkia, voisivatko antibiootit olla syy, joka altistaa tällekin sairaudelle. Se tuntui järkevältä myös siksi, että aineistossamme ei löytynyt vahvoja yhteyksiä ruokavaliomuutosten ja mikrobimuutosten välillä.
Mitä tuloksia saitte?
Tiettyjen tavallisesti käytettyjen antibioottien runsaaseen käyttöön liittyi jopa 40 prosenttia kohonnut Parkinsonin taudin riski 10–15 vuoden viiveellä. Selkein yhteys löytyi laajakirjoisilla antibiooteilla ja antibiooteilla, jotka tehoavat anaerobeihin bakteereihin eli siis bakteereihin, jotka eivät siedä happea. Niitä on 99 prosenttia suolistobakteereista. Selkeä yhteys löytyi myös sienilääkkeillä, mutta tässä viive oli vain 1–10 vuotta. Periaatteessa voi toki ajatella, että ehkä antibiootit vaikuttavat suoraan suolen tai hermoston soluihin, mutta ajatus ei saanut tukea, kun antibiootit jaoteltiin niiden vaikutusmekanismin mukaan. Selvästi vahvin tekijä oli vaikutuksen kirjo.
Voiko tutkimuksesta vetää johtopäätöksiä antibioottien käyttöön liittyen?
Suomessa on pääosin asianmukainen antibioottimääräyskäytäntö. Muualla maailmassa käytännöt voivat kuitenkin olla aika villejä, ja siellä on jo kohdattu tavallisia bakteeri-infektioita, joita ei enää voi hoitaa, koska mikään antibiootti ei enää tehoa niihin. Antibioottiresistenssi ei kuitenkaan ole ainoa ongelma, joka antibioottien runsaasta käytöstä voi syntyä, se voi lisätä myös muiden sairauksien riskiä. Aina tulisikin valita infektion ja bakteerityypin mukaan mahdollisimman osuva, kapeakirjoinen antibiootti, ja joissakin tilanteissa on edelleen tarpeen käyttää myös laajakirjoisia antibiootteja. Kuurit kannattaisi pitää myös mahdollisimman lyhyinä.
Voiko tutkimus auttaa Parkinsonin taudin hoidossa tai jopa sen ehkäisyssä?
On melko epätodennäköistä, että runsaskaan antibioottien käyttö yksinään aiheuttaisi yksittäisellä potilaalla Parkinsonin taudin – sen puhkeaminen on lähes aina yhdistelmä henkilön perintötekijöitä ja ympäristön altistusta, ja myös ikä on tärkeä tekijä. Tutkimustuloksemme viittaavat kuitenkin siihen, että ihmisillä, joilla on muitakin Parkinsonin riskiä lisääviä tekijöitä, toistuva antibioottialtistus ja sen tuoma mikrobiston muutos voisi olla niin sanottu viimeinen niitti, joka saa Parkinsonin patologian käynnistymään. Toisaalta on tutkittu myös antibioottien käyttöä Parkinsonin taudin hoidossa. Suoraan antibiootit eivät kuitenkaan luultavasti ole hoitokeino Parkinsonin tautiin. Suolistomikrobit sen sijaan voisivat olla työkalu, jolla voimme vaikuttaa taudin mekanismeihin tavalla, johon lääkkeet eivät vielä ole pystyneet.
Millainen ryhmä on ollut tekemässä tutkimusta?
Alusta alkaen mukana on ollut Petri Auvinen, joka on Helsingin yliopiston genomiikka- ja sekvensointilaboratorion johtaja. Mukana on ollut myös HYKSin neurologian klinikan asiantuntijoita ja koko klinikkakin auttamassa potilaiden saamisessa tutkimukseen. Minä tutkin potilaita Meilahdessa ja Petri teki analyysit Viikissä, jossa apuna oli myös bioinformaatikkoja, kuten Velma Aho ja Pedro Pereira, jotka käsittelivät tiedot tietokoneella. Sen jälkeen yhteistyöverkosto on kasvanut. Meillä on nykyisin yhteistyökumppaneita Saksassa, Yhdysvalloissa, Englannissa, Tanskassa ja Hollannissa sekä TYKSissä Turussa. Avain tutkimuksen onnistumiseen onkin mielestäni ollut se, että on tuotu yhteen eri alojen asiantuntijoita.
Miksi ryhdyit alun perin tutkimaan suolistobakteerien ja neurologisen sairauden välistä yhteyttä?
Olin kiinnostunut sekä mikrobeista että hermoston toiminnasta, ja erikoisalakseni valitsin neurologian. Osoittautui, että hyvin monet Parkinson-potilaat kärsivät erilaisista suolisto-oireista, jotka saattavat heikentää heidän elämänlaatuaan jopa enemmän kuin liikkumiseen liittyvät ongelmat. Sitten alkoi olla tulla näyttöä siitä, että suolisto-oireet usein edeltävät Parkinsonin taudin diagnoosia. Ja kun teknologia alkoi kehittyä niin, että nykyisillä sekvensointimenetelmillä voidaan tutkia näytteen koko mikrobisto, oli oikea aika ryhtyä tutkimaan näiden asioiden välistä yhteyttä tarkemmin.
Juttu on julkaistu GEO-lehdessä 3/2020.
Lue myös: