Ogromny wpływ czynników mikrobiologicznych na otyłość
Choć wiadomo, że do rozwiązywania problemów ze zdrowiem metabolicznym i otyłością można stosować strategie oparte na mikrobiomie, wciąż brakuje wiedzy na temat oddziaływań między bakteriami jelitowymi a ich gospodarzem. Najbardziej interesującym niedawnym odkryciem jest fakt, że tak zwana oś jelitowo-mózgowa(odnośnik otworzy się w nowym oknie) obejmuje sieć połączeń umożliwiających dwukierunkową komunikację między bakteriami jelitowymi a mózgiem. Dowody wskazują, że zakończenia nerwów błędnych aferentnych w ścianie jelita wykrywają hormonalne lub mechaniczne bodźce pokarmowe.
Czynniki bakteryjne regulujące metabolizm energetyczny
Zespół projektu miVaO, realizowanego dzięki wsparciu z działania „Maria Skłodowska-Curie”(odnośnik otworzy się w nowym oknie), badał rolę mikrobioty jelitowej w regulacji przewodzenia bodźców pokarmowych z nerwów błędnych przewodu żołądkowo-jelitowego do mózgu. Kolejnym krokiem było zidentyfikowanie najważniejszych bakterii odpowiedzialnych za równowagę energetyczną. „Chcemy przyczynić się do opracowania bardziej efektywnych metod walki z otyłością”, mówi Yolanda Sanz, koordynatorka projektu i profesor z Hiszpańskiej Krajowej Rady ds. Badań Naukowych. Zespołowi projektu miVaO udało się wskazać istotny czynnik mikrobiologiczny – bakterię Holdemanella biformis. W mysim modelu otyłości zależnej od diety bakteria ta przyczyniła się do poprawy funkcji układu glukagonopodobnego peptydu 1(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (ang. glucagon-like peptide 1, GLP-1) oraz tolerancji glukozy – działania takie pomagają zapobiegać cukrzycy.
Neurony czuciowe wpływające na otyłość
Badacze przygotowali model mysi, który nie obejmował neuronów odpowiedzialnych za ekspresję kanałów NaV1.8(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Celem było wykazanie, że H. biformis wywołuje glukoregulację za pośrednictwem włókien aferentnych nerwów błędnych. „Jednak brak neuronów eksprymujących NaV1.8 zakłócił proces powstawania otyłości zależnej od diety u myszy, w związku z czym nie mogliśmy użyć tego modelu zgodnie z pierwotnymi założeniami”, wyjaśnia Marina Romaní-Pérez, główna badaczka projektu. W zamian udało się lepiej opisać wpływ braku NaV1.8 na kontrolę homeostazy energii opartą na sygnałach drobnoustrojowych, hormonalnych i odpornościowych. Nieobecność neuronów wydzielających NaV1.8 poprawiła niektóre parametry metaboliczne w przypadku diety niskokalorycznej, przy czym zaobserwowane efekty zależały od płci. „U samic stwierdzono poprawioną tolerancję glukozy w teście doustnym, natomiast u samców wystąpiła częściowa odporność na tycie”, zauważa Romaní-Pérez. Zespół odkrył, że kontrola pobierania pokarmu, tolerancji glukozy, spichrzania lipidów i jelitowej odpowiedzi immunologicznej wymaga obecności neuronów czuciowych eksprymujących kanały NaV1.8. Co więcej, za utrzymanie tej delikatnej równowagi odpowiadają dwa typy komórek T: komórki T regulatorowe (Treg) i pomocnicze komórki T 17 (Th17). W oparciu o te dowody naukowcy postawili hipotezę mówiącą, że bakterie jelitowe, wchodząc w interakcje z pokarmem, raz lub dwa razy dziennie wywołują zmianę bodźców pokarmowych i odpornościowych szybko przesyłanych do mózgu za pośrednictwem neuronów wydzielających NaV1.8. Co ważne, działanie takie hamuje apetyt, zatrzymuje pobieranie pokarmu i moduluje jelitową odpowiedź immunologiczną w zależności od stanu odżywienia danego osobnika.
Dalsze badania nad personalizowaną terapią mikrobiologiczną
Zespół będzie kontynuował prace nad tym aspektem kontroli przyjmowania pokarmu. Nadal trwa analiza próbek kału z użyciem sekwencjonowania amplikonu zawierającego gen 16S rRNA i metod metabolomicznych w celu zidentyfikowania zależnych od płci mechanizmów mikrobiologicznych leżących u podstaw opartej na bodźcach błędnych aferentnych kontroli homeostazy glukozy oraz wchłaniania i metabolizmu tłuszczów w jelicie. Sanz jest żywo zainteresowana ścieżkami badań otwartymi przez projekt miVaO. Badaczka stwierdza: „Chcielibyśmy dalej prowadzić badania nad dynamiczną relacją między mikrobiotą jelitową a gospodarzem. Na ich podstawie moglibyśmy opracować spersonalizowane, oparte na mikrobiomie interwencje poprawiające komunikację jelito–mózg i umożliwiające lepszą regulację homeostazy energii w porze posiłków”.
