title: Analyse des nasalen Mikrobioms in einer süddeutschen Kohorte von Patienten mit idiopathischem Parkinson-Syndrom
Creators: name: Jung, Christopher
Publisher: name: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Year: 2023
Subjects: subject: nasales Mikrobiom
subject: idiopathisches Pakinson-Syndrom
subject: DDC Classification::6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften :: 61 Medizin und Gesundheit :: 610 Medizin und Gesundheit

description: Abstract Background and aims Parkinson’s disease (PD) is a prototypical movement disorder. However, Non-motor Symp- toms (NMS) such as hyposmia and constipation are of tremendous importance, and often precede motor symptoms by years. Their appearance correlates with the neuropathological changes in the olfactory bulb and vagal nerve found in early stages of PD. The exposed anatomical location of both structures and the resulting close contact with the outside world sug- gest a potential influence of the microbiome on the onset of the disease. While some studies have demonstrated an altered composition of the gastrointestinal microbiome in PD, little is known about the nasal microbiome in PD. Methods In the present study, the nasal microbiome of 36 patients with PD and 23 healthy controls from the same geographic location was examined. This was done using 16S ribosomal ribonucleic acid (rRNA) gene sequencing of the V3-4 region. Results No differences were found in alpha or beta diversity between patients and controls. The genera Corynebacterium and Dolosigranulum differed most between the groups, without a significant difference being observed. Significant differences in the class Betaproteobacteria and order Burkholderiales detected in the “Heat Tree” could not be confirmed in the further statistical analysis. Taken together, the group comparison showed no relevant changes in bacterial composition. Conclusion Our data suggest that the nasal microbiome is not altered in PD. This is in agreement with previous studies by Pereira et al. and Heintz-Buschart et al. (Heintz-Buschart et al., 2018, Pereira et al., 2017). Limitations of this study represent sample collection and amplification. Isolated microbial imaging of the olfactory epithelium cannot be reliably guaranteed by non-invasive methods. Contamination from areas of the lower nasal cavity is likely. In addition, due to the low microbial biomass in the nose, increased amplification cycles were necessary for data evaluation. This results in increased amplification of DNA contamination, which may lead to a bias in the results. Despite this methodological limitation, our data suggests that the nasal bacterial microbiome is not altered in PD. Future studies should, on the one hand, focus on the early stages of PD and, on the other hand, evaluate pathological alterations of the olfactory epithelium and its defense mechanisms. In addition, other potential pathogens should be considered.
description: Zusammenfassung Hintergrund und Ziele Das Idiopathische Parkinson Syndrom (IPS) wurde lange Zeit als primär motorische Erkrankung verstanden. Allerdings gehen Nicht-motorische Symptome (NMS) wie Hyposmie und Obstipationen den motorischen Symptomen um Jahre voraus. Deren Auftreten korreliert mit den, in frühen Phasen des IPS festgestellten, neuropathologischen Veränderungen im Bulbus olfactorius und Nervus vagus. Die exponierte anatomische Lage beider Strukturen und der enge Kontakt zur Außenwelt legen einen potenziellen Einfluss des Mikrobioms auf den Beginn der Erkrankung nahe. Während eine veränderte Zusammensetzung des gastrointestinalen Mikrobioms bei IPS in einigen Studien gezeigt werden konnte, ist bisher wenig über das nasale Mikrobiom bei IPS bekannt. Methoden In der vorliegenden Studie wurde das nasale Mikrobiom von 36 Patient*innen mit IPS und 23 gesunden Kontrollen aus derselben geografischen Region untersucht. Dies geschah mittels Sequenzierung der V3-4 Region des 16S ribosomalen Ribonukleinsäure (rRNA) Gens. Ergebnisse Weder in der Alpha- noch in der Beta-Diversität zeigten sich signifikante Unterschiede zwi- schen Patient*innen und Kontrollen. Corynebacterium und Dolosigranulum waren die Gattungen, welche sich zwischen den Gruppen am stärksten unterschieden, ohne dass ein signifikanter Unterschied festgestellt werden konnte. Im „Heat Tree“ beobachtete signifikante Unterschiede in der Klasse Betaproteobacteria und Ordnung Burkholderiales konnten sich in der weiteren statistischen Auswertung nicht bestätigen. Zusammengenommen zeigten sich im Gruppenvergleich keine relevanten Veränderungen der bakteriellen Zusammensetzung. Schlussfolgerung und Diskussion In Übereinstimmung mit den bisherigen Studien von Pereira et al. und Heintz-Buschart et al. zeigten sich keine Unterschiede im nasalen Mikrobiom zwischen IPS und Kontrollen (Heintz-Buschart et al., 2018, Pereira et al., 2017). Limitationen dieser Studie stellen insbesondere die Probengewinnung und Amplifikation dar. Eine isolierte mikrobielle Darstellung des olfaktorischen Epithels ist durch nicht-invasive Methoden nicht sicher zu gewährleisten. Es sind prinzipiell Kontaminationen aus Bereichen der unteren Nasenhöhle wahrscheinlich. Zusätzlich waren aufgrund der geringen mikrobiellen Biomasse in der Nase vermehrte Amplifikationszyklen zur Datenauswertung notwendig. Hierdurch wird auch Kontaminations-DNA vermehrt amplifiziert, was zu einer Verfälschung der Ergebnisse führen kann. Trotz dieser methodischen Limitation deuten unsere Daten darauf hin, dass das nasale bakterielle Mikrobiom bei IPS nicht verändert ist. Zukünftige Studien sollten einerseits die frühen Stadien des IPS in den Fokus rücken und darüber hinaus auch pathologische Veränderungen des olfaktorischen Epithels und seiner Abwehrmechanismen evaluieren. Zusätzlich sollten andere potenzielle Pathogene in Betracht gezogen werden.