Η νόσος του Alzheimer (AD) αποτελεί την πιο συχνή μορφή άνοιας στους ηλικιωμένους και χαρακτηρίζεται από απώλεια της μνήμης, έκπτωση των εκτελεστικών λειτουργιών και νευροψυχιατρικά συμπτώματα. Χαρακτηρίζεται από την εμφάνιση εξωκυτταρικών συσσωρεύσεων πεπτιδίων β-αμυλοειδούς, συσσώρευση υπερφωσφορυλιωμένων tau πρωτεϊνών ενδοκυτταρικά, καθώς και χρόνια φλεγμονή στο κεντρικό και περιφερικό νευρικό σύστημα. Σε ασθενείς με τη νόσο του Alzheimer έχουν παρατηρηθεί πολλές μεταβολές στο εντερικό μικροβίωμα, που πιθανώς αποτελούν την αιτία εμφάνισης της εγκεφαλικής φλεγμονής. Ο κύριος παράγοντας που σχετίζεται με τις εν λογω μεταβολές στο εντερικό μικροβίωμα είναι η διατροφή που παίζει σπουδαίο ρόλο στην πρόοδο της νόσου του Alzheimer.
Στην παρούσα διπλωματική εργασία, χρησιμοποιείται ένα πλήθος εργαλείων βιοπληροφορικής για να προσδιοριστεί αν υπάρχει συσχέτιση μεταξύ της πρόοδου της νόσου του Alzheimer έπειτα από συγκεκριμένη διατροφική παρέμβαση και των πληθυσμών συγκεκριμένων βακτηριακών ειδών στο έντερο. Η ανάλυση πραγματοποιείται σε δεδομένα αλληλούχισης που προκύπτουν με τεχνολογία επόμενης γενιάς σε δείγματα εντερικού μικροβιώματος από δύο ομάδες ασθενών με ήπια άνοια πριν και μετά από δύο συγκεκριμένες διατροφικές παρεμβάσεις. Σκοπός είναι η μελέτη πιθανών αλλαγών στη μικροβιακή σύνθεση των ασθενών μετά από τις δύο διατροφικές παρεμβάσεις, της μεσογειακής διατροφής και του εκχυλίσματος φύλλων ελιάς και η σύγκριση μεταξύ των δύο. Η ανίχνευση τυχόν αλλαγών στο μικροβίωμα είναι σημαντική, ώστε να προσδιοριστεί αν η βελτίωση που παρατηρείται στους ασθενείς με ήπια άνοια μετά από μεσογειακή διατροφή εξηγείται από αλλαγές στο εντερικό μικροβίωμα και αν οι αλλαγές αυτές είναι σημαντικότερες με την προσθήκη στη διατροφή και εκχυλίσματος από φύλλα ελιάς. Η πληροφορία αυτή είναι σημαντική, αφού οι παραπάνω διατροφικές παρεμβάσεις μπορούν να συνεισφέρουν στην πρόληψη και την καθυστέρηση της προόδου της ήπιας άνοιας.
Alzheimer’s disease (AD) is the most common form of dementia in the elderly and is characterized by memory loss, impaired executive function, and neuropsychiatric symptoms. It is characterized by extracellular accumulations of β-amyloid peptides, accumulation of hyperphosphorylated proteins intracellularly, as well as chronic inflammation in the central and peripheral nervous system. Several alterations have been observed in the gut microbiome composition in AD patients, that is a possible reason for the onset of the inflammation in the brain. The main factor linked to gut microbiota alterations is diet which also plays an important role in the progression of Alzheimer’s disease. In this master’s thesis, different bioinformatics tools are used to determine whether there is a correlation between the progression of AD after a certain dietary intervention and the populations of specific bacterial species in the gut.
The analysis is conducted on sequenced data derived from next-generation sequencing of the gut microbiome data received from two groups of patients with mild cognitive impairment before and after a certain dietary intervention. The aim is to study possible changes in the microbial composition of patients after the two dietary interventions, the Mediterranean diet and the olive leaf extract diet and to compare them. The detection of any changes in the microbiome is important to determine if the improvement witnessed on the mild dementia patients after Mediterranean diet is explained by changes in the gut microbiome and if these changes are more significant with the addition of the olive leaf extract to the diet. This is an important information, as these dietary interventions can contribute to the prevention and delay of the progression of the cognitive impairment.
Διερεύνηση του ρόλου του μικροβιώματος στο διαφορικό αποτέλεσμα σε ασθενείς με νόσο Alzheimer υπό διαιτητική παρέμβαση