Publisert online i tidsskriftet Science 25. juli, studien viser at friske mus har rikelig med Clostridia -; en klasse på 20 til 30 bakterier -; men de med nedsatt immunsystem mister disse mikrober fra tarmen når de blir eldre. Selv når du får et sunt kosthold, musene blir uunngåelig overvektige. Å gi denne klassen av mikrober tilbake til disse dyrene tillot dem å forbli slanke.
Juni runde, Ph.D., lektor i patologi ved U of U Health, er studiens co-seniorforfatter sammen med U ved U Helseforskningsassistent professor W. Zac Stephens, Ph.D. Charisse Petersen, Ph.D., en doktorgradsstudent på den tiden, ledet forskningen.
Nå som vi har funnet de minimale bakteriene som er ansvarlige for denne slankende effekten, vi har potensial til å virkelig forstå hva organismer gjør og om de har terapeutisk verdi. "
Juni runde, Ph.D., førsteamanuensis i patologi, U av U Helse
Resultatene fra denne studien peker allerede i den retningen. Petersen og kolleger fant ut at Clostridia forhindrer vektøkning ved å blokkere tarmens evne til å absorbere fett. Mus behandlet eksperimentelt slik at Clostridia var de eneste bakteriene som bodde i tarmen, var slankere med mindre fett enn mus som ikke hadde noe mikrobiom i det hele tatt. De hadde også lavere nivåer av et gen, CD36, som regulerer kroppens opptak av fettsyrer.
Disse innsiktene kan føre til en terapeutisk tilnærming, Round sier, med fordeler i forhold til fekale transplantasjoner og probiotika som nå blir undersøkt mye som måter å gjenopprette en sunn mikrobiota. Terapeutiske midler som disse, som er basert på overføring av levende mikrobiomer til tarmen, vil ikke fungere for alle på grunn av forskjeller i kosthold og andre faktorer som påvirker hvilke bakterier som kan overleve og trives.
Den nåværende studien fant at ett eller flere molekyler produsert av Clostridia forhindret tarmen i å absorbere fett. Det neste trinnet er å isolere disse molekylene og ytterligere karakterisere hvordan de jobber med å avgjøre om de kan inspirere til fokuserte behandlinger for fedme, Type 2 diabetes, og andre relaterte metabolske lidelser.
"Disse bakteriene har utviklet seg til å leve hos oss og komme oss til gode, "Petersen sier." Vi har mye å lære av dem. "
Å finne ut at mus med nedsatt immunforsvar ikke kunne unngå å bli overvektige, var en oppdagelse som nesten ikke skjedde. Serendipity brakte Petersen til laboratoriet til rett tid for å se at mus genetisk konstruert til å mangle myd88, et gen sentralt i immunresponsen, var "like fete som pannekaker". Hun hadde latt gnagere eldes lenger enn vanlig, avslører en uvurdert sammenheng mellom immunitet og fedme.
Fortsatt, observasjonen besvarte ikke spørsmålet Hvorfor dyrene ble overvektige.
Basert på tidligere undersøkelser hun hadde utført i Round lab, hun mistenkte at mikrobiomet var involvert. Hun hadde bidratt til å demonstrere at en av immunsystemets rolle er å opprettholde balansen mellom de mange bakteriene i tarmen. Å svekke kroppens forsvar kan føre til at visse bakteriearter dominerer over andre. Noen ganger, skiftet påvirker helsen negativt.
Etter en lignende logikk, Petersen og kollegaer bestemte at fedme observert hos immunkompromitterte mus stammet fra at kroppens forsvarssystem ikke kunne gjenkjenne bakterier på riktig måte. Disse musene produserte færre av antistoffene som vanligvis låser seg på mikrobiomet som målsøkende missiler. Denne endringen gjorde tarmen mindre gjestfri for Clostridia, som fører til mer fettabsorpsjon og overdreven vektøkning. Over tid, musene utviklet også tegn på diabetes type 2.
Round påpeker at forskning fra andre har vist at mennesker som er overvektige på samme måte mangler Clostridia, speiler situasjonen i disse musene. Det er også noen indikasjoner på at personer som er overvektige eller har diabetes type 2 kan ha en suboptimal immunrespons. Håpet er at forståelsen av disse sammenhengene vil gi ny innsikt i å forebygge og behandle disse gjennomgripende helsetilstandene.
"Vi har snublet over et relativt uutforsket aspekt ved type 2 diabetes og fedme, "Round sier." Dette arbeidet vil åpne nye undersøkelser av hvordan immunresponsen regulerer mikrobiomet og metabolsk sykdom. "