Differential abundance analyses of human microbiota in Parkinson’s disease

Velma T. E. Aho

Forskningsoutput: AvhandlingDoktorsavhandlingSamling av artiklar

Sammanfattning

Parkinsonin tauti on maailman toiseksi yleisin hermostorappeumasairaus, ja vuosikymmenten tutkimustyöstä huolimatta taudin ei-perinnöllisen muodon syy on edelleen arvoitus. Toistaiseksi ei ole olemassa lääkitystä, joka hidastaisi taudin etenemistä, eikä hyviä keinoja taudin varhaiseen havaitsemiseen, vaikka ensimmäiset ei-motoriset oireet, esimerkiksi ummetus ja hajuaistin heikkeneminen, saattavat alkaa vuosia tai jopa vuosikymmeniä ennen taudille tunnusomaisia liikehäiriöitä. Ihmiskehon mikrobiasukkaat on viime aikoina yhdistetty moniin terveysongelmiin, neurologiset sairaudet mukaanlukien. Mikrobit voisivat tarjota uusia näkemyksiä Parkinsonin taudin syntyyn liittyen, etenkin kun niiden on jo pidempään arveltu vaikuttavan tautiprosessiin. Tyypillinen kysymys ihmisen mikrobistoa tutkittaessa on, minkä mikrobien määrät eroavat vertailtavien ryhmien, esimerkiksi potilaiden ja verrokkihenkilöiden välillä (englanniksi "differential abundance"). Näihin vertailuihin on olemassa monia eri työkaluja.

Väitöskirjani tavoite oli selvittää Parkinsonin taudin ja ihmisen suun, nenän ja suoliston mikrobien mahdollisia yhteyksiä sekä tarkastella niiden määrien vertailuun käytettäviä työkaluja. Kaikki neljä julkaisuani perustuvat näytteisiin, jotka on kerätty samoilta koehenkilöiltä: 76 Parkinsonin tautia sairastavalta potilaalta sekä 76 verrokilta, joilla ei esiinny parkinsonismia. Julkaisuissa on käytetty samaa menetelmää, 16S rRNA-geenin amplikonisekvensointia, suu-, nenä- sekä ulostenäytteiden bakteerien määrittämiseen. Neljän julkaisun sekä ennen julkaisemattoman analyysin myötä vertailin ryhmien välillä poikkeavia bakteereja yhteensä kuudella eri työkalulla.

Tulostemme perusteella Parkinsonin tautia sairastavien potilaiden ja verrokkien suoliston ja suun bakteeriyhteisöt poikkeavat toisistaan; ryhmien välillä oli tilastollisesti merkitsevä ero bakteeriyhteisöjen koostumuksessa sekä useiden bakteerien määrissä. Suolistobakteeriyhteisöjen väliset erot voitiin havaita myös seurantanäytteissä, jotka oli kerätty samoilta koehenkilöiltä kaksi vuotta ensimmäisen näytteenoton jälkeen. Lisäksi havaitsimme eroja suolistomikrobistossa, kun potilaat luokiteltiin sen mukaan, oliko heillä ärtyvän suolen oireyhtymää muistuttavia oireita vai ei. Nenän bakteerien osalta emme löytäneet eroja potilaiden ja verrokkien väliltä.

Mitä tulee bakteerien määrien vertailuihin, suolistomikrobiston analyysit kuudella eri työkalulla korostivat eroja niiden antamien merkitsevästi eroavien bakteerien listoissa. Muutamat aiemmat julkaisut ovat vertailleet osaa näistä työkaluista, mutta olisi tarpeen tehdä laajempia menetelmävertailuja, jotta tutkijoiden olisi helpompi valita, mitä työkalua käyttää. Eroavaisuuksistaan huolimatta kaikki testaamani työkalut tukivat havaintoa, että Parkinsonin tautia sairastavilla potilailla on suolistossaan vähemmän Prevotellaceae-heimon bakteereja kuin verrokeilla. Koska tämä eroavuus on ensimmäisen artikkelimme jälkeen havaittu myös muiden tutkimusryhmien julkaisuissa, se on nousemassa yhdeksi keskeisistä Parkinsonin tautiin liittyvistä mikrobiston muutoksista.
Originalspråkengelska
Handledare
  • Auvinen, Petri, Handledare
UtgivningsortHelsinki
Förlag
Tryckta ISBN978-951-51-4909-1
Elektroniska ISBN978-951-51-4910-7
StatusPublicerad - 29 mar 2019
MoE-publikationstypG5 Doktorsavhandling (artikel)

Vetenskapsgrenar

  • 1184 Genetik, utvecklingsbiologi, fysiologi

Citera det här

Aho, V. T. E. (2019). Differential abundance analyses of human microbiota in Parkinson’s disease. Helsinki: University of Helsinki.