I tillegg til å absorbere mat, tarmen må også holde unna alt som kan skade oss. Selv gunstige mikrober som utgjør mikrobiomet kan være skadelige hvis de kommer inn i blodet.
Dette er grunnen til at et sammenbrudd i integriteten til tarmforingen er knyttet til mange forhold, utover helsen til selve tarmen.
Leveren er direkte forbundet med tarmen, og tarm-lever-aksen er et spennende område for forskning, spesielt når vi forstår mer om hvordan tarmmikrobiomet påvirker helsen.
Tidligere, forskere fant at sammensetningen av mikrobiomet var annerledes, og mindre mangfoldig, hos mennesker med kolestase.
Kolestase er et vanlig sekundært trekk ved kronisk leversykdom og skjer når strømmen av galle fra leveren til tynntarmen er svekket, og gallsyreoppbygging ødelegger leverceller, resulterer i tap av organfunksjon.
Noen pasienter med kolestase har også vist tegn på lekkasje i tarmen, eller inflammatorisk tarmsykdom.
Disse foreningene gir ledetråder til hvordan kolestase utvikler seg, men for bedre å forstå mekanismene har Dr. Naiara Beraza og kolleger i Quadram Institute brukt eksperimentelle musemodeller for å fjerne kommunikasjonen mellom mikrober og celler i tarmen og leveren som fører til utviklingen av kolestatisk sykdom.
Studiet deres, publisert i tidsskriftet Hepatologi , fant at bakteriefri mus, uten et mikrobiom, ble beskyttet mot leverskade ved kolestase.
Ved å teste isolerte leverceller, de viste også at forbindelser produsert av bakterier kalt endotoksiner sensitiviserte levercellene for å gjøre dem mer sannsynlig å dø når de utsettes for gallsyrer.
Dette støtter ideen om at det er disse bakterielle forbindelsene som uhensiktsmessig når leveren på grunn av lekk tarm som bidrar til kolestase som forårsaker leverskade.
Forskerne undersøkte også sammenhengen mellom kolestase og tarmlekkasje. De fant ut at kolestase øker permeabiliteten i tarmen til bakteriefrie mus, og at dette ble forverret hos mus med et mikrobiom.
Denne permeabiliteten er forbundet med betennelse, som er kroppens nødreaksjon når den oppdager potensielt skadelige organismer eller forbindelser.
Betennelse er tett kontrollert og regulert av en rekke signalveier og molekyler. Sentralt i denne responsen er en kompleks struktur av proteiner kalt inflammasomet, som finnes inne i makrofagceller i immunsystemet.
Når den er aktivert, sensorproteiner på inflammasomet utløser en inflammatorisk respons fra immunsystemet mediert av makrofagceller.
Forskerne fant at i musene gitt et mikrobiom, makrofager ble aktivert via inflammasomet. Hvis makrofager ble oppbrukt, var det en reduksjon i leverskade under kolestase. Dette bidro også til å opprettholde integriteten til tarmforingen.
Viktigere, reduksjonen i leverskade ble også observert da selve inflammasomet ble hemmet, støtter sin mekanistiske rolle i å formidle de skadelige effektene av makrofager.
De fant også at sammensetningen av mikrobiomet endret seg som respons på modulering av makrofageraktivering, støtter deres krydstale for å regulere tarmpermeabilitet.
Studien ble støttet av The Royal Society og Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC), del av UKRI.
Selv om disse resultatene var fra forsøk på mus, de bruker veletablerte modeller og peker på nye mekanismer som forbinder helse i tarmen og leversykdom under kolestase.
Disse mekanismene knytter den inflammatoriske responsen som er formidlet via makrofager, som øker tarmpermeabiliteten, og dette fører til at bakterielle toksiner slipper ut, og i synergi med gallsyrer, skade levervev under kolestase.
Med videre forskning, dette kan peke på nye terapier for å behandle kolestatisk leversykdom rettet mot makrofagaktivering under betennelse. Det kan også være rom for mikrobiombaserte terapier som tar for seg effekten av endringene i mikrobielt mangfold som er sett i denne studien.