Studie publikovaná 25. července online v časopise Science ukazuje, že zdravé myši mají dostatek klostridií – třídy 20 až 30 bakterií – ale myši s oslabeným imunitním systémem tyto mikroby ze střev ztrácejí, jak stárnou. I když jsou myši krmeny zdravou stravou, nevyhnutelně se stávají obézními. Dodání této třídy mikrobů zpět těmto zvířatům umožnilo, aby zůstala štíhlá.
June Round, Ph.D., docentka patologie na U of U Health, je spolu s docentem výzkumu U of U Health W. Zacem Stephensem, Ph.D. Charisse Petersen, Ph.D., spoluautorkou studie, tehdejší postgraduální studentka, vedla výzkum.
„Nyní, když jsme našli minimum bakterií zodpovědných za tento hubnoucí účinek, máme potenciál skutečně pochopit, co tyto organismy dělají a zda mají terapeutickou hodnotu,“ říká Round.
Výsledky této studie již ukazují tímto směrem. Petersen a jeho kolegové zjistili, že klostridie zabraňují přibývání na váze tím, že blokují schopnost střeva vstřebávat tuky. Myši experimentálně ošetřené tak, aby klostridie byly jedinými bakteriemi žijícími ve střevě, byly štíhlejší a měly méně tuku než myši, které neměly žádný mikrobiom. Měly také nižší hladinu genu CD36, který reguluje příjem mastných kyselin v těle.
Tyto poznatky by mohly vést k terapeutickému přístupu, říká Round, s výhodami oproti fekálním transplantacím a probiotikům, které jsou nyní široce zkoumány jako způsoby obnovy zdravé mikrobioty. Terapie, jako jsou tyto, které jsou založeny na přenosu živého mikrobiomu do střeva, nebudou fungovat u každého kvůli rozdílům ve stravě a dalším faktorům, které ovlivňují, které bakterie mohou přežít a prospívat.
Současná studie zjistila, že jedna nebo více molekul produkovaných klostridiemi brání střevu absorbovat tuk. Dalším krokem je tyto molekuly izolovat a dále charakterizovat, jak fungují, aby se zjistilo, zda by mohly inspirovat cílenou léčbu obezity, diabetu 2. typu a dalších souvisejících metabolických poruch.
„Tyto bakterie se vyvinuly, aby s námi žily a byly nám prospěšné,“ říká Petersen. „Máme se od nich co učit.“
Dobrá obrana je nejlepší útok
Zjištění, že myši s narušeným imunitním systémem si nemohou pomoci a stanou se obézními, bylo objevem, ke kterému téměř nedošlo. Náhoda přivedla Petersena do laboratoře v pravý čas, aby si všiml, že myši geneticky upravené tak, aby jim chyběl gen myd88, který je klíčový pro imunitní reakci, jsou „tlusté jako palačinky“. Nechala hlodavce stárnout déle než obvykle, čímž odhalila nedoceněnou souvislost mezi imunitou a obezitou.
Stále však toto pozorování neodpovídalo na otázku, proč zvířata trpí nadváhou.
Na základě předchozího výzkumu, který prováděla v laboratoři Round, pojala podezření, že v tom má prsty mikrobiom. Pomohla prokázat, že jednou z úloh imunitního systému je udržovat rovnováhu mezi rozmanitým spektrem bakterií ve střevech. Narušení obranyschopnosti organismu může způsobit, že některé bakteriální druhy převládnou nad jinými. Někdy má tato změna negativní dopad na zdraví.
Podle podobné logiky Petersenová a její kolegové zjistili, že obezita pozorovaná u myší s oslabenou imunitou pramení z neschopnosti obranného systému organismu vhodně rozpoznat bakterie. Tyto myši produkovaly méně protilátek, které se běžně zachycují na mikrobiomu jako střely hledající cíl. Tato změna způsobila, že střevo bylo pro klostridie méně pohostinné, což vedlo k většímu vstřebávání tuků a nadměrnému přibývání na váze. Časem se u myší objevily také příznaky cukrovky 2. typu.
Round upozorňuje, že výzkumy jiných autorů ukázaly, že obézním lidem podobně chybí klostridie, což odráží situaci u těchto myší. Existují také určité náznaky, že lidé, kteří jsou obézní nebo mají diabetes 2. typu, mohou mít suboptimální imunitní odpověď. Doufáme, že pochopení těchto souvislostí přinese nové poznatky o prevenci a léčbě těchto všudypřítomných zdravotních potíží.
„Narazili jsme na relativně neprobádaný aspekt diabetu 2. typu a obezity,“ říká Round. „Tato práce otevře nová zkoumání toho, jak imunitní reakce reguluje mikrobiom a metabolická onemocnění.“
.