A Science folyóiratban július 25-én online megjelent tanulmány azt mutatja, hogy az egészséges egerekben rengeteg Clostridia van – egy 20-30 baktériumból álló osztály -, de a károsodott immunrendszerű egerek az öregedés során elveszítik ezeket a mikrobákat a bélrendszerükből. Még egészséges táplálkozás esetén is elkerülhetetlenül elhíznak az egerek. A mikrobák ezen osztályának visszaadása ezeknek az állatoknak lehetővé tette, hogy karcsúak maradjanak.
June Round, Ph.D., a U of U Health patológia docense, a tanulmány társszerzője a U of U Health kutatási adjunktusa, W. Zac Stephens, Ph.D. Charisse Petersen, Ph.D. mellett, aki akkoriban végzős hallgató volt, vezette a kutatást.
“Most, hogy megtaláltuk a karcsúsító hatásért felelős minimális baktériumokat, lehetőségünk van arra, hogy valóban megértsük, mit csinálnak ezek az organizmusok, és hogy van-e terápiás értékük” – mondja Round.
A tanulmány eredményei már ebbe az irányba mutatnak. Petersen és munkatársai megállapították, hogy a Clostridia megakadályozza a súlygyarapodást azáltal, hogy gátolja a bél zsírfelszívó képességét. Azok az egerek, amelyeket kísérletileg úgy kezeltek, hogy a Clostridia volt az egyetlen bélben élő baktérium, karcsúbbak voltak, kevesebb zsírral, mint azok az egerek, amelyeknek egyáltalán nem volt mikrobiomjuk. Az állatokban alacsonyabb volt a CD36 nevű gén szintje is, amely a szervezet zsírsavfelvételét szabályozza.
A Round szerint ezek a felismerések egy olyan terápiás megközelítéshez vezethetnek, amely előnyökkel jár a székletátültetéssel és a probiotikumokkal szemben, amelyeket jelenleg széles körben vizsgálnak az egészséges mikrobióta helyreállításának módjaként. Az ilyen terápiák, amelyek az élő mikrobióta bélbe való átvitelén alapulnak, nem fognak mindenkinél működni a táplálkozásbeli különbségek és más tényezők miatt, amelyek befolyásolják, hogy mely baktériumok maradhatnak életben és fejlődhetnek.
A jelenlegi tanulmány megállapította, hogy a Clostridia által termelt egy vagy több molekula megakadályozta a bélben a zsír felszívódását. A következő lépés ezeknek a molekuláknak az izolálása és működésük további jellemzése, hogy meghatározzák, inspirálhatják-e az elhízás, a 2-es típusú cukorbetegség és más kapcsolódó anyagcserezavarok célzott kezelését.
“Ezek a baktériumok úgy fejlődtek ki, hogy velünk éljenek és hasznunkra legyenek” – mondja Petersen. “Sokat tanulhatunk tőlük.”
A jó védelem a legjobb támadás
A felfedezés, hogy a legyengült immunrendszerű egerek nem tehetnek róla, hogy elhíznak, majdnem meg sem történt. A szerencsés véletlen hozta Petersent a megfelelő időben a laboratóriumba, hogy lássa, hogy az immunválasz szempontjából központi szerepet játszó myd88 gén hiányára genetikailag módosított egerek “kövérek lettek, mint a palacsinta”. Hagyta, hogy a rágcsálók a szokásosnál tovább öregedjenek, felfedve egy eddig nem értékelt kapcsolatot az immunitás és az elhízás között.
A megfigyelés mégsem adott választ arra a kérdésre, hogy az állatok miért lettek túlsúlyosak.
A Round-laborban végzett korábbi kutatásai alapján a mikrobiomra gyanakodott. Segített bebizonyítani, hogy az immunrendszer egyik szerepe a bélben lévő sokféle baktérium közötti egyensúly fenntartása. A szervezet védekezőképességének károsodása azt eredményezheti, hogy bizonyos baktériumfajok dominálnak másokkal szemben. Néha ez az eltolódás negatívan hat az egészségre.
A hasonló logikát követve Petersen és munkatársai megállapították, hogy az immunhiányos egereknél megfigyelt elhízás abból ered, hogy a szervezet védelmi rendszere nem képes megfelelően felismerni a baktériumokat. Ezek az egerek kevesebb antitestet termeltek azokból az antitestekből, amelyek rendszerint célt kereső rakétákként kapaszkodnak a mikrobiomba. Ez a változás a bélrendszert kevésbé barátságossá tette a Clostridiumok számára, ami nagyobb zsírfelszívódáshoz és túlzott súlygyarapodáshoz vezetett. Idővel az egereknél a 2-es típusú cukorbetegség jelei is kialakultak.
Round rámutat, hogy mások kutatásai kimutatták, hogy az elhízott embereknél hasonlóan kevés a Clostridia, ami tükrözi az egerek helyzetét. Vannak arra utaló jelek is, hogy az elhízott vagy 2-es típusú cukorbetegségben szenvedő emberek immunválasza nem optimális. A remény az, hogy ezeknek az összefüggéseknek a megértése új ismeretekkel szolgál majd ezeknek az elterjedt egészségügyi állapotoknak a megelőzéséhez és kezeléséhez.
“A 2-es típusú cukorbetegség és az elhízás egy viszonylag feltáratlan aspektusába botlottunk bele” – mondja Round. “Ez a munka új vizsgálatokat nyit meg azzal kapcsolatban, hogy az immunválasz hogyan szabályozza a mikrobiomot és az anyagcsere-betegségeket.”