​The role of the microbiota-gut-brain axis in Parkinson’s disease

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-7387-4
Title: ​The role of the microbiota-gut-brain axis in Parkinson’s disease
Alternative title: Mikrobiomi-suoli-aivoakselin merkitys Parkinsonin taudissa
Author: Mertsalmi, Tuomas
Other contributor: Helsingin yliopisto, lääketieteellinen tiedekunta
Helsingfors universitet, medicinska fakulteten
University of Helsinki, Faculty of Medicine, Department of Clinical Neurosciences (Neurology)
Kliininen tohtoriohjelma
Doktorandprogrammet i klinisk forskning
Doctoral Program in Clinical Research
Department of Neurology, Helsinki University Hospital
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2021-12-03
Language: en
Belongs to series: Dissertationes Scholae Doctoralis Ad Sanitatem Investigandam Universitatis Helsinkiensis - URN:ISSN:2342-317X
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-7387-4
http://hdl.handle.net/10138/335487
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: Parkinson’s disease (PD) is a movement disorder associated with widespread neurodegeneration in the central, autonomic, and enteric nervous systems. PD is not restricted to its cardinal motor symptoms (bradykinesia, rigidity, and rest tremor), as it also manifests in a variety of non-motor symptoms such as gastrointestinal dysfunction, which may predate the onset of motor symptoms by several years. The early involvement of the gastrointestinal tract and evidence from animal, neuropathological, and epidemiologic studies have given rise to a hypothesis that the pathogenesis of PD could originate in the gastrointestinal tract. Interestingly, PD has also been associated with alterations in the composition of gut microbiota – the ecological community of commensal, symbiotic and pathogenic organisms living in the gastrointestinal tract. The aim of this thesis was to explore the possible associations between the microbiota-gut-brain axis (MGBA) and PD. This thesis includes a cross-sectional study and two retrospective registry-based studies utilizing the Finnish Care Register for Health Care (HILMO) and other nationwide registers. In study I, we assessed the diversity and clinical associations of gastrointestinal symptoms and gut microbiota in PD patients and controls. The symptomatic Rome III criteria for irritable bowel syndrome (IBS) were fulfilled in 24.3% of PD patients and 5.3% of controls (p=0.001). Moreover, IBS-like symptoms were associated with other non-motor symptoms and microbiota composition, such as a decreased abundance of genus Prevotella. In study II, the associations between PD-risk and antibiotic exposure were investigated. The adjusted odds ratio for PD patients exposed to macrolides and lincosamides was up to 1.42 (95% confidence interval 1.05-1.90). The strongest associations were observed for exposure to broad-spectrum and anti-anaerobic antibiotics that potentially have the strongest impact on gut microbiota. In study III, we investigated the associations between PD-risk and IBS. IBS was significantly associated with a higher hazard of PD, but only during the first two years of follow-up (adjusted hazard ratio 2.96, 95% confidence interval 1.78-4.92). This finding suggests that the association between IBS and PD might be explained by different sources of bias, including detection bias, reverse causation, and competing risk of death. The observations presented in this thesis provide new insights into the role of the MGBA in the pathogenesis and clinical, including non-motor, manifestations of PD. A more systemic assessment of gastrointestinal dysfunction in PD could improve the quality of care in PD patients. The gut microbiota also provides a potential target for future therapies for PD.Parkinsonin tauti (PT) on liikehäiriösairaus, johon liittyy laaja-alaista hermoston rappeutumista keskushermostossa, sekä autonomisessa ja suoliston hermostossa. PT ilmenee erilaisina motorisina ja ei-motorisina, kuten suolisto-oireina, jotka voivat ilmaantua useita vuosia ennen motorisia oireita. Tulokset epidemiologisissa sekä monissa muissa tutkimuksissa viittaavat siihen, että suolisto vaurioituu taudin varhaisessa vaiheessa ja tämä havainto on johtanut nk. suolistohypoteesiin, eli ajatukseen, että PT:n tautiprosessi voisi alkaa suolistosta. Tämän väitöskirjan tavoitteena oli tutkia mahdollisia yhteyksiä mikrobiomi-suoli-aivojen akselin ja PT:n välillä. Tämä väitöskirja sisältää poikkileikkaustutkimuksen sekä kaksi retrospektiivistä rekisteripohjaista tutkimusta, joissa hyödynnettiin terveydenhuollon hoitoilmoitusrekisteriä (HILMO), sekä muita valtakunnallisia rekistereitä. Ensimmäisessä osatyössä arvioitiin suolisto-oireiden ja suoliston mikrobiomin kliinisiä yhteyksiä PT-potilailla ja verrokkeilla: 24,3 % PT-potilaista ja 5,3 % verrokkeista (p = 0,001) täytti Rome III -oirekriteerit ärtyvän suolen oireyhtymälle (IBS). Lisäksi IBS-oireiden esiintyminen oli yhteydessä muiden ei-motoristen oireiden esiintymiseen, sekä suoliston mikrobiomin muuttuneeseen koostumukseen, kuten Prevotella-sukuun kuuluvien bakteerien suhteelliseen vähenemiseen. Toisessa osatyössä arvioimme aiemman antibioottialtistuksen yhteyttä PT-riskiin. Korkein vetosuhde (odds ratio) PT:lle (1,42, 95 %:n luottamusväli 1,05–1,90) todettiin niiden joukossa, jotka olivat altistuneet makrolidit ja linkosamidit -ryhmän antibiooteille. Yleisesti ottaen vahvin yhteys antibioottialtistuksen ja PT:n välillä todettiin laajakirjoisten ja anaerobisia (hapettomissa oloissa eläviä) mikrobeja vastaan käytettävien antibioottien kohdalla. Kolmannessa osatyössä tutkimme IBS-diagnoosin yhteyttä riskiin sairastua PT:iin. IBS oli yhteydessä kohonneeseen riskiin (hazard ratio) sairastua PT:iin, mutta vain kahden ensimmäisen seurantavuoden osalta (hasardisuhde 2,96, 95 %:n luottamusväli 1,78–4,92). Löydös viittaa siihen, että tilastollinen yhteys IBS:n ja PT:n välillä voisi selittyä eri harhalähteillä, kuten havaitsemisharha, käänteinen syy-yhteys, sekä kilpaileva kuoleman riski. Tässä väitöskirjassa esitetyt havainnot tarjoavat arvokasta uutta tietoa mikrobiomi-suoli-aivoakselin merkityksestä PT:n patogeneesissä, sekä ei-motoristen ja motoristen oireiden syynä. Suolisto-oireiden nykyistä järjestelmällisempi kartoitus voisi parantaa PT potilaiden hoidon laatua. Suoliston mikrobiomi tarjoaa myös mahdollisen kohteen tulevaisuudessa hoitaa PT:a.
Subject: neurologia
Rights: Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
mertsalmi_tuomas_dissertation_2021.pdf 1.542Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record