Naast het opnemen van voedsel, de darmen moeten ook alles buiten houden dat ons zou kunnen schaden. Zelfs nuttige microben waaruit het microbioom bestaat, kunnen schadelijk zijn als ze in de bloedbaan terechtkomen.
Dit is de reden waarom een storing in de integriteit van het darmslijmvlies is gekoppeld aan vele aandoeningen, verder dan de gezondheid van de darm zelf.
De lever is direct verbonden met de darm, en de darm-lever-as is een opwindend onderzoeksgebied, vooral omdat we meer begrijpen over hoe het darmmicrobioom de gezondheid beïnvloedt.
Eerder, onderzoekers ontdekten dat de samenstelling van het microbioom anders was, en minder divers, bij mensen met cholestase.
Cholestase is een veelvoorkomend secundair kenmerk van chronische leverziekte en treedt op wanneer de galstroom van de lever naar de dunne darm wordt belemmerd, en de opbouw van galzuur vernietigt levercellen, resulterend in verlies van orgaanfunctie.
Sommige patiënten met cholestase vertonen ook tekenen van een lekkende darm, of inflammatoire darmziekte.
Deze associaties geven aanwijzingen over hoe cholestase zich ontwikkelt, maar om de mechanismen beter te begrijpen, hebben Dr. Naiara Beraza en collega's van het Quadram Institute experimentele muismodellen gebruikt om de communicatie tussen microben en cellen in de darm en de lever die tot de progressie van cholestatische ziekte leiden, te ontrafelen.
hun studie, gepubliceerd in het tijdschrift Hepatologie , ontdekte dat kiemvrije muizen, zonder microbioom, werden beschermd tegen leverschade door cholestase.
Door geïsoleerde levercellen te testen, ze toonden ook aan dat verbindingen geproduceerd door bacteriën die endotoxinen worden genoemd, de levercellen sensibiliseren, waardoor ze meer kans hebben om te sterven wanneer ze worden blootgesteld aan galzuren.
Dit ondersteunt het idee dat het deze bacteriële verbindingen zijn die op ongepaste wijze de lever bereiken als gevolg van een lekkende darm die bijdragen aan cholestase die leverschade veroorzaakt.
De onderzoekers onderzochten ook de associatie tussen cholestase en lekkage van de darm. Ze ontdekten dat cholestase de doorlaatbaarheid van de darm van kiemvrije muizen verhoogt, en dat dit werd verergerd bij muizen met een microbioom.
Deze permeabiliteit wordt geassocieerd met ontsteking, dat is de noodreactie van het lichaam wanneer het potentieel schadelijke organismen of verbindingen detecteert.
Ontsteking wordt strak gecontroleerd en gereguleerd door een reeks signaalroutes en moleculen. Centraal in deze reactie staat een complexe structuur van eiwitten, het inflammasoom, die wordt gevonden in macrofaagcellen van het immuunsysteem.
Wanneer geactiveerd, sensoreiwitten op het inflammasoom veroorzaken een ontstekingsreactie van het immuunsysteem, gemedieerd door macrofaagcellen.
De onderzoekers ontdekten dat bij de muizen die een microbioom kregen, macrofagen werden geactiveerd via het inflammasoom. Als macrofagen waren uitgeput, was er een vermindering van leverschade tijdens cholestase. Dit hielp ook de integriteit van de darmwand te behouden.
belangrijk, de vermindering van leverschade werd ook waargenomen wanneer het inflammasoom zelf werd geremd, het ondersteunen van zijn mechanistische rol bij het bemiddelen van de schadelijke effecten van macrofagen.
Ze ontdekten ook dat de samenstelling van het microbioom veranderde als reactie op de modulatie van de activering van macrofagen, ondersteunen hun overspraak bij het reguleren van de darmpermeabiliteit.
De studie werd ondersteund door The Royal Society en de Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC), onderdeel van UKRI.
Hoewel deze resultaten afkomstig waren van experimenten met muizen, ze gebruiken gevestigde modellen en wijzen op nieuwe mechanismen die gezondheid in de darm en leverziekte tijdens cholestase met elkaar verbinden.
Deze mechanismen verbinden de ontstekingsreactie die wordt gemedieerd via macrofagen, wat de doorlaatbaarheid van de darm verhoogt en dit leidt tot het ontsnappen van bacteriële toxines en, in synergie met galzuren, leverweefsel beschadigen tijdens cholestase.
Met verder onderzoek, dit zou kunnen wijzen op nieuwe therapieën voor de behandeling van cholestatische leverziekte die gericht zijn op de activering van macrofagen tijdens ontsteking. Er kan ook ruimte zijn voor op microbioom gebaseerde therapieën die de effecten van de veranderingen in microbiële diversiteit die in deze studie worden gezien, aanpakken.