Tutkimus julkaistiin Science-lehdessä verkossa 25. heinäkuuta, ja se osoittaa, että terveillä hiirillä on runsaasti Clostridia-bakteereita – 20-30 bakteerin luokka – mutta ne, joiden immuunijärjestelmä on heikentynyt, menettävät näitä mikrobeja suolistostaan ikääntyessään. Vaikka hiiriä ruokittaisiinkin terveellisellä ruokavaliolla, niistä tulee väistämättä lihavia. Kun näille eläimille annettiin takaisin tämä mikrobiluokka, ne pysyivät hoikkina.
June Round, Ph.D., patologian apulaisprofessori U of U Healthissa, on tutkimuksen toinen kirjoittaja yhdessä U of U Healthin tutkimusapulaisprofessori W. Zac Stephensin, Ph.D. Charisse Petersenin, Ph.D. kanssa, joka oli tuolloin jatko-opiskelija, johti tutkimusta.
”Nyt kun olemme löytäneet minimaaliset bakteerit, jotka ovat vastuussa tästä laihdutusvaikutuksesta, meillä on mahdollisuus todella ymmärtää, mitä organismit tekevät ja onko niillä terapeuttista arvoa”, Round sanoo.
Tutkimuksen tulokset osoittavat jo siihen suuntaan. Petersen ja kollegat havaitsivat, että Clostridia estää painonnousua estämällä suoliston kykyä imeä rasvaa. Hiiret, joita hoidettiin kokeellisesti niin, että Clostridia oli ainoa niiden suolistossa elävä bakteeri, olivat laihempia ja niillä oli vähemmän rasvaa kuin hiirillä, joilla ei ollut lainkaan mikrobistoa. Niillä oli myös alhaisemmat tasot geenissä CD36, joka säätelee elimistön rasvahappojen hyväksikäyttöä.
Nämä oivallukset voivat Roundin mukaan johtaa terapeuttiseen lähestymistapaan, jolla on etuja verrattuna ulosteensiirtoihin ja probiootteihin, joita nyt tutkitaan laajalti keinoina palauttaa terve mikrobisto. Tällaiset terapiat, jotka perustuvat elävän mikrobiston siirtämiseen suolistoon, eivät toimi kaikilla, koska ruokavaliossa ja muissa tekijöissä on eroja, jotka vaikuttavat siihen, mitkä bakteerit voivat selviytyä ja menestyä.
Tässä tutkimuksessa havaittiin, että yksi tai useampi Clostridian tuottama molekyyli esti suolistossa rasvan imeytymistä. Seuraavaksi nämä molekyylit eristetään ja niiden toimintaa karakterisoidaan tarkemmin, jotta voidaan selvittää, voisivatko ne inspiroida kohdennettuja hoitoja liikalihavuuteen, tyypin 2 diabetekseen ja muihin niihin liittyviin aineenvaihduntahäiriöihin.
”Nämä bakteerit ovat kehittyneet elämään kanssamme ja hyödyttämään meitä”, Petersen sanoo. ”Meillä on paljon opittavaa niiltä.”
Hyvä puolustus on paras hyökkäys
Havainto, jonka mukaan hiiret, joiden immuunijärjestelmä oli heikentynyt, eivät voineet mitään muuta kuin tulla lihaviksi, oli löytö, joka melkein jäi tekemättä. Sattuma toi Petersenin laboratorioon oikeaan aikaan nähdäkseen, että hiiret, jotka oli geneettisesti muunnettu siten, että niistä puuttui immuunivasteen kannalta keskeinen geeni myd88, olivat ”lihavia kuin pannukakut”. Hän oli antanut jyrsijöiden vanheta tavallista pidempään, mikä paljasti aliarvostetun yhteyden immuniteetin ja lihavuuden välillä.
Havainto ei silti vastannut kysymykseen, miksi eläimistä tuli ylipainoisia.
Perustuen aiempiin tutkimuksiin, joita hän oli tehnyt Roundin laboratoriossa, hän epäili, että mikrobiomi oli mukana. Hän oli auttanut osoittamaan, että immuunijärjestelmän yksi tehtävä on ylläpitää tasapainoa suoliston monimuotoisen bakteerijoukon välillä. Elimistön puolustuskyvyn heikentyminen voi saada tietyt bakteerilajit hallitsemaan toisia. Joskus tämä siirtymä vaikuttaa negatiivisesti terveyteen.
Seuraamalla samanlaista logiikkaa Petersen ja kollegat päättelivät, että immuunipuutteisilla hiirillä havaittu lihavuus johtui siitä, että elimistön puolustusjärjestelmä ei tunnistanut bakteereja asianmukaisesti. Nämä hiiret tuottivat vähemmän vasta-aineita, jotka tavallisesti tarttuvat mikrobiomiin kuin kohdetta etsivät ohjukset. Tämä muutos teki suolistosta vähemmän vieraanvaraisen Clostridioille, mikä johti rasvan imeytymisen lisääntymiseen ja liialliseen painonnousuun. Ajan myötä hiirille kehittyi myös tyypin 2 diabeteksen merkkejä.
Round huomauttaa, että muiden tekemät tutkimukset ovat osoittaneet, että liikalihavilla ihmisillä on vastaavalla tavalla puutetta Clostridioista, mikä heijastaa tilannetta näissä hiirissä. On myös viitteitä siitä, että lihavilla tai tyypin 2 diabetesta sairastavilla ihmisillä voi olla epäoptimaalinen immuunivaste. Toiveena on, että näiden yhteyksien ymmärtäminen antaisi uutta tietoa näiden laajalle levinneiden terveystilojen ennaltaehkäisystä ja hoidosta.
”Olemme törmänneet tyypin 2 diabeteksen ja liikalihavuuden suhteellisen tutkimattomaan osa-alueeseen”, Round sanoo. ”Tämä työ avaa uusia tutkimuksia siitä, miten immuunivaste säätelee mikrobiomia ja aineenvaihduntasairauksia.”