The Gut-Brain-Immune Axis: Multi-Omics Insights into Neurodegenerative and Metabolic Diseases.

Araştırma özeti

Kaynak özetin Türkçe makine çevirisi. Klinik kullanım öncesinde özgün yayınla karşılaştırılmalı; hekim incelemesi değildir. cc by

Bağırsakları beyne bağışıklık sistemine bağlayan eksen, ilgili tüm dokuları, bakterileri, bağışıklık hücrelerini, metabolizmayı ve CNS'yi çok yönlü bir iletişim ağı aracılığıyla birbirine bağlar. Birkaç çalışma, bu eksen bozulduğunda Alzheimer hastalığı, Parkinson hastalığı, obezite, tip 2 diyabet ve NAFLD'den sorumlu olabileceğini ve ana sonuçların artmış sistemik inflamasyon, bağışıklık hücrelerinin değiştirilmiş düzenlenmesi, bağışıklık hücrelerine ve sinir sistemine sinyalleri değiştiren mikrobiyal metabolitlerin üretimi, oksidatif streste artış, bağırsak bariyerinin bozulması ve daha fazlası olduğunu doğruladı. Son yıllarda, metagenomik, transkriptomik, metabolomik, proteomik ve tek hücreli dizileme gibi gelişmiş multi-omik teknolojiler, bağırsak-beyin-bağışıklık ekseninde yer alan tüm etkileşimli düğümleri anlamamızda önemli ilerlemeler sağlamıştır. Bu gelişmiş sıralama teknolojileri, mikrobiyal toplulukları, konak bağışıklık hücrelerini, metabolik profilleri ve belirli bir hastalık sırasında hücre heterojenliğinin derecesini karakterize edebilir. Multi-omics bilgilerinin birleştirilmesi, NF-kappaB, NLRP3 enflamasyon aktivasyonu, mitokondriyal disfonksiyon, SCFA metabolizmasındaki değişiklikler ve Alzheimer ve Parkinson hastalığındaki mikrobiyal popülasyonların değiştirilmesi gibi nörodejeneratif ve metabolik bozukluklar arasında paylaşılan birkaç yolu ortaya çıkarabilir; metabolik disbiyoz ve Parkinson hastalığı için artmış risk; veya bağırsaktan beyine ve bağışıklıktaki değişiklikler Diyabete katkıda bulunan sinyaller. Yapay zeka (AI) ve makine öğrenimi, bu veri kümelerinden biyobelirteçleri tespit etmek, bilgi çıkarmak, sistem biyolojisini yorumlamak ve hassas tıp geliştirmeye yardımcı olmak için umut verici araçlar haline geliyor. Bu derlemede, nörodejeneratif ve metabolik hastalıklarda bağırsak-beyin-bağışıklık ekseninin rolünü destekleyen güncel kanıtları özetleyerek, çoklu omik yaklaşımların kullanılmasıyla elde edilen sonuçları vurguluyoruz. Patogenez ve terapötik yaklaşımlarda yer alan önemli mikrobiyal, bağışıklık ve metabolik yolları, psikobiyotikler, uyarlanmış beslenme, mikrobiyomun modülasyonu ve metabolit müdahaleleri, bağırsak-beyin-bağışıklık ekseni bilgisinin klinik uygulamaya çevrilmesinin gelecekteki perspektiflerini tartışacağız.

Özgün kaynak özetini okuyun

The axis linking the gut to the brain to the immune system connects all tissues involved-bacteria, immune cells, metabolism and the CNS-through a multidirectional communication network. Several studies have confirmed that when this axis is disrupted, it can be responsible for Alzheimer's disease, Parkinson's disease, obesity, type 2 diabetes, and NAFLD, and the main consequences come from increased systemic inflammation, altered regulation of immune cells, the production of microbial metabolites that alter signals to the immune cells and nervous system, increase in oxidative stress, breakdown of the gut barrier, and more. In recent years, advanced multi-omics technologies, such as metagenomics, transcriptomics, metabolomics, proteomics, and single-cell sequencing, have provided significant advancement in our understanding of all of the interacting nodes involved in the gut-brain-immune axis. These advanced sequencing technologies can characterize the microbial communities, host immune cells, metabolic profiles, and the degree of cell heterogeneity during a specific disease. Combining multi-omics information can reveal a few shared pathways between neurodegenerative and metabolic disorders, such as NF-κB, NLRP3 inflammasome activation, mitochondrial dysfunction, changes in SCFA metabolism, and the alteration of microbial populations in Alzheimer's and Parkinson's disease; metabolic dysbiosis and increased risk for Parkinson's disease; or changes in gut-to-brain-to-immune signaling contributing to diabetes complications and NAFLD. Artificial intelligence (AI) and machine learning are becoming promising tools for detecting biomarkers from these datasets, extracting knowledge, interpreting systems biology, and helping with developing precision medicine. In this review, we summarize current evidence that supports the role of the gut-brain-immune axis in neurodegenerative and metabolic diseases, highlighting results gained with the utilization of multi-omics approaches. We will describe the key microbial, immune, and metabolic pathways involved in pathogenesis and therapeutic approaches including psychobiotics, tailored nutrition, modulation of the microbiome, and metabolite interventions, discussing future perspectives of the translation of the gut-brain-immune axis knowledge into clinical practice.

Bilimsel değerlendirme

Araştırma sorusu

Sorunun kapsamı orijinal çalışma üzerinden değerlendirilir.

Yöntem ve örneklem

Çalışma tasarımı ve örneklem için kaynak makaleyi kontrol edin.

Temel bulgular

Bu kayıt için editoryal olarak onaylanmış bulgu özeti henüz yayımlanmadı.

Sınırlılıklar

Sonuçların genellenebilirliği, yanlılık ve klinik anlamı ayrıca incelenmelidir.

Bibliyografik veriden yöntem, örneklem veya klinik sonuç çıkarımı yapılmaz.