Hvordan et protein fungerer med tarmbakterier for å forhindre fedme
Fedme er knyttet til høyere nivåer av betennelse i kroppen, men de underliggende mekanismene har vært uklare. Nylig har imidlertid et team av forskere lært hvordan et antiinflammatorisk protein påvirker vektøkning.
En studieoppgave som nylig ble publisert i tidsskriftet Cell Host & Microbe sier at NLRP12, et betennelsesdempende protein, beskytter mot fedme og insulinresistens hos mus.
Studien ble utført av forskere fra University of North Carolina i Chapel Hill, sammen med kolleger fra andre forskningsinstitusjoner over hele verden.
I sin artikkel rapporterer forskerne også at NLRP12 genet - som koder det antiinflammatoriske proteinet med samme navn - ser ut til å være underaktivt hos mennesker med fedme.
Også, NLRP12 aktivitet fremmer veksten av visse stammer av "gode" tarmbakterier, som har en ekstra beskyttende effekt mot fedme og insulinresistens.
"Fedme er påvirket av betennelse, ikke bare av overspising og mangel på trening, og denne studien antyder at reduksjon av betennelse fremmer" gode "bakterier som kan bidra til å opprettholde en sunn vekt," forklarer seniorstudieforfatter Jenny PY Ting.
Genaktivitet påvirker betennelse
I den nye studien ønsket forskerne å fastslå hvordan NLRP12 genet ville påvirke en persons sannsynlighet for å utvikle fedme.
For å gjøre dette jobbet de med mus som de hadde genetisk konstruert for ikke å uttrykke det genet (knockout-mus). Ting og team matet både knockoutmusene og de vanlige musene med et fettfattig kosthold i noen måneder.
Selv om musene i begge gruppene fulgte samme diett, akkumulerte knockoutmusene mer fett lettere og begynte å vise tegn på insulinresistens, som alle indikerer utvikling av fedme.
Også musene uten NLRP12 genet viste mer betennelse både i tarmen og i områder av kroppen der de avsatte fett.
For å forstå hvordan betennelsen relaterte seg til vektøkning, tok forskerne imidlertid et ekstra skritt; de flyttet noen av knockoutmusene til et annet anlegg, og - for å forhindre spredning av patogener - ga de musene antibiotika.
"Vi la merke til at musene som ble behandlet med antibiotika, fikk mindre vekt enn musene som bodde i det gamle anlegget," forklarer studieforfatter Agnieszka Truax.
"Det førte til at vi mistenkte at tarmbakterier var involvert i å fremme fedme," fortsetter hun.
Tarmbakterier kan spille en nøkkelrolle
Ting og team studerte deretter knockout-mus som var plassert i et bakteriefritt miljø og la merke til at de ikke gikk opp i vekt.Dette påpekte de at dyrenes systemer ikke ble påvirket av bakteriell aktivitet.
I dette tilfellet, det faktum at musene manglet NLRP12 genet så ut til å ikke påvirke vektøkningen, noe som tyder på at eksponering for visse typer bakterier kan være nøkkelen til den endelige utviklingen av fedme.
Forskerne bemerket også et annet interessant faktum: knockoutmusene som delte et boareal med sunne gnagere som uttrykte NLRP12 genet la heller ikke på seg overvekt.
Dette antyder at de ble utsatt for gode bakterier fra kontrollmusene, som beskyttet dem mot å bli overvektige.
Slike funn er fortellende i den sammenhengen studier har vist at fedme korrelerer med tap av bakteriediversitet i tarmen.
I fedme undertrykkes visse bakteriestammer, slik at andre bakterier kan spre seg i fravær av konkurranse.
Farene ved bakterietap
I den nye studien så forskerne at knockoutmus som manglet NLRP12 genet presenterte et betydelig tap av bakteriediversitet.
I deres tilfelle parret høyt fett diett med økningen i betennelse som følge av mangel på NLRP12 resulterte i høye nivåer av bakteriefamilien Erysipelotrichaceae. Disse bakteriene, fant forskerne også, forverrer skaden som et fettfattig kosthold har gjort.
Samtidig mistet knockoutmusene antall Lachnospiraceae, som er en type gode tarmbakterier som bidrar til å motvirke betennelse og konkurrerer med Erysipelotrichaceae, dempe spredningen.
Lachnospiraceae, forklarer forskerne, ser det ut til å ha en beskyttende effekt mot insulinresistens og fedme hos mus.
“Alle de inflammatoriske og metabolske endringene vi hadde sett i NLRP12knockout mus under et fettfattig kosthold ble i hovedsak reversert da vi leverte Lachnospiraceae, Forklarer Truax.
Resultatene kan føre til bedre måter å takle fedme på, legger forskerne til; Lachnospiraceae produsere kortkjedede fettsyrer, en type molekyl som spiller en viktig rolle i metabolske prosesser. To av disse er butyrat og propionat, som også har viktige betennelsesdempende egenskaper.
Da forskerne prøvde å administrere butyrat og propionat til knockoutmus, la de merke til at denne tilnærmingen motveide effekten av mangelen på NLRP12.
Fremvoksende terapeutiske muligheter
Disse resultatene er spesielt oppmuntrende; butyrat og propionat er allerede lett tilgjengelig som kosttilskudd.
Videre har forskerne god grunn til å tro at de samme reaksjonene også vil finne sted hos mennesker - ikke bare hos mus.
Det er fordi ytterligere analyser utført på prøver av fettceller samlet fra personer med fedme indikerte at jo høyere en persons kroppsmasseindeks (BMI), jo mindre aktiv er NLRP12 genet ser ut til å være.
“Hos mus viste vi at NLRP12 reduserer betennelse i tarmen og i fettvev. Selv om det er vanskelig å vise en direkte årsakseffekt hos mennesker, hjalp våre samarbeidspartnere oss med å vise at det er reduserte nivåer av uttrykk for NLRP12 hos personer som anses som overvektige. "
Jenny P-Y Ting
