Hvordan et protein fungerer med tarmbakterier for at forhindre fedme
Fedme er knyttet til højere niveauer af betændelse i kroppen, men de underliggende mekanismer er forblevet uklare. For nylig har et team af forskere imidlertid lært, hvordan et antiinflammatorisk protein påvirker vægtøgning.
Et studieoplæg, der for nylig blev offentliggjort i tidsskriftet Cell vært & mikrobe siger, at NLRP12, et antiinflammatorisk protein, beskytter mod fedme og insulinresistens hos mus.
Undersøgelsen blev udført af forskere fra University of North Carolina i Chapel Hill sammen med kolleger fra andre forskningsinstitutioner over hele verden.
I deres papir rapporterer forskerne også, at NLRP12 gen - som koder for det antiinflammatoriske protein med samme navn - synes at være underaktivt hos mennesker med fedme.
Også, NLRP12 aktivitet fremmer væksten af visse stammer af "gode" tarmbakterier, som har en yderligere beskyttende virkning mod fedme og insulinresistens.
"Fedme er påvirket af betændelse, ikke kun af overspisning og mangel på motion, og denne undersøgelse antyder, at reduktion af betændelse fremmer" gode "bakterier, der kan hjælpe med at opretholde en sund vægt," forklarer seniorundersøgelsesforfatter Jenny PY Ting.
Genaktivitet påvirker betændelse
I den nye undersøgelse ønskede forskerne at fastslå, hvordan NLRP12 gen ville påvirke en persons sandsynlighed for at udvikle fedme.
For at gøre dette arbejdede de med mus, som de havde genetisk konstrueret for ikke at udtrykke det gen (knockout-mus). Ting og team fodrede både knockoutmusene og de almindelige mus en fedtfattig diæt i nogle måneder.
Selvom musene i begge grupper fulgte den samme slags diæt, akkumulerede knockoutmusene lettere fedt og begyndte at vise tegn på insulinresistens, som alle indikerer udvikling af fedme.
Også musene uden NLRP12 genet viste mere betændelse både i tarmen og i områder af deres kroppe, hvor de deponerede fedt.
For at forstå, hvordan betændelsen var relateret til vægtøgning, tog forskerne dog et ekstra skridt; de flyttede nogle af knockoutmusene til et andet anlæg, og - for at forhindre spredning af patogener - gav de musene antibiotika.
"Vi bemærkede, at de mus, der blev behandlet med antibiotika, fik mindre vægt end de mus, der blev i det gamle anlæg," forklarer studieforfatter Agnieszka Truax.
”Det fik os til at mistanke om, at tarmbakterier var involveret i at fremme fedme,” fortsætter hun.
Tarmbakterier kan spille en nøglerolle
Ting og team studerede derefter knockout-mus i et bakteriefrit miljø og bemærkede, at de ikke tog på.Dette udledte de, fordi dyrenes systemer ikke var påvirket af bakteriel aktivitet.
I dette tilfælde er det faktum, at musene manglede NLRP12 genet syntes ikke at have nogen indflydelse på deres vægtøgning, hvilket antyder, at eksponering for visse slags bakterier kan være nøglen til den endelige udvikling af fedme.
Forskerne bemærkede også en anden interessant kendsgerning: de knockout-mus, der delte et beboelsesrum med sunde gnavere, der udtrykte det NLRP12 genet lagde heller ikke overvægt.
Dette antyder, at de blev udsat for gode bakterier fra kontrolmusene, som beskyttede dem mod at blive overvægtige.
Sådanne fund er fortællende i den sammenhæng, hvor undersøgelser har vist, at fedme korrelerer med et tab af bakteriel mangfoldighed i tarmen.
I fedme undertrykkes visse bakteriestammer, så andre bakterier kan sprede sig i fravær af konkurrence.
Farerne ved bakterietab
I den nye undersøgelse så forskerne, at knockout-mus, der manglede NLRP12 gen udviste et signifikant tab af bakteriediversitet.
I deres tilfælde blev den fedtfattige diæt parret med stigningen i betændelse muliggjort af manglen på NLRP12 resulterede i høje niveauer af bakteriefamilien Erysipelotrichaceae. Disse bakterier, fandt forskerne også, forværrer skaderne ved en fedtfattig diæt.
På samme tid mistede knockoutmusene antallet af Lachnospiraceae, som er en type gode tarmbakterier, der hjælper med at modvirke betændelse og konkurrerer med Erysipelotrichaceaeder bremser deres spredning.
Lachnospiraceae, forklarer forskerne, synes også at have en beskyttende virkning mod insulinresistens og fedme hos mus.
“Alle de inflammatoriske og metaboliske ændringer, vi havde set i NLRP12-knockout-mus under en fedtfattig diæt blev i det væsentlige vendt, da vi leverede igen Lachnospiraceae, ”Forklarer Truax.
Resultaterne kan føre til bedre måder at tackle fedme på, tilføjer forskerne; Lachnospiraceae producere kortkædede fedtsyrer, en type molekyle, der spiller en vigtig rolle i metaboliske processer. To af disse er butyrat og propionat, som også har vigtige antiinflammatoriske egenskaber.
Da forskerne forsøgte at administrere butyrat og propionat til knockout-mus, bemærkede de, at denne tilgang modvægtede effekten af manglen på NLRP12.
Nye terapeutiske muligheder
Disse resultater er især opmuntrende; butyrat og propionat er allerede let tilgængelige som kosttilskud.
Desuden har forskerne god grund til at tro, at de samme reaktioner også ville finde sted hos mennesker - ikke kun hos mus.
Det skyldes, at yderligere analyser udført på prøver af fedtceller indsamlet fra mennesker med fedme viste, at jo højere en persons kropsmasseindeks (BMI) er, desto mindre aktiv er NLRP12 genet ser ud til at være.
”Hos mus viste vi, at NLRP12 reducerer betændelse i tarmen og i fedtvæv. Selvom en direkte årsagseffekt er vanskelig at vise hos mennesker, hjalp vores samarbejdspartnere os med at vise, at der er reducerede ekspressionsniveauer af NLRP12 hos personer, der betragtes som overvægtige. ”
Jenny P-Y Ting
