Hur ett protein fungerar med tarmbakterier för att förhindra fetma
Fetma är kopplat till högre nivåer av inflammation i kroppen, men de underliggande mekanismerna har varit oklara. Nyligen har dock ett forskargrupp lärt sig hur ett antiinflammatoriskt protein påverkar viktökning.
En studiepublikation som nyligen publicerades i tidskriften Cell värd & mikrob säger att NLRP12, ett antiinflammatoriskt protein, skyddar mot fetma och insulinresistens hos möss.
Studien genomfördes av forskare från University of North Carolina i Chapel Hill, tillsammans med kollegor från andra forskningsinstitutioner över hela världen.
I sin artikel rapporterar forskarna också att NLRP12 gen - som kodar det antiinflammatoriska proteinet med samma namn - verkar vara underaktiv hos personer med fetma.
Också, NLRP12 aktivitet främjar tillväxten av vissa stammar av "goda" tarmbakterier, som har en ytterligare skyddande effekt mot fetma och insulinresistens.
"Fetma påverkas av inflammation, inte bara av överätning och brist på motion, och den här studien antyder att minskning av inflammation främjar" bra "bakterier som kan hjälpa till att bibehålla en hälsosam vikt", förklarar seniorstudieförfattaren Jenny PY Ting.
Genaktivitet påverkar inflammation
I den nya studien ville forskarna fastställa hur NLRP12 gen skulle påverka en människas sannolikhet för att utveckla fetma.
För att göra detta arbetade de med möss som de genetiskt konstruerade för att inte uttrycka den genen (knockout möss). Ting och team matade både knockout-mössen och vanliga möss med en fettrik diet under några månader.
Även om mössen i båda grupperna följde samma typ av diet, samlade knockout-mössen lättare fett och började visa tecken på insulinresistens, vilket alla indikerar fetmautveckling.
Även mössen utan NLRP12 genen visade mer inflammation både i tarmen och i områden i deras kroppar där de deponerade fett.
För att förstå hur inflammationen relaterade till viktökning tog forskarna dock ett extra steg; de flyttade några av knockout-mössen till en annan anläggning och - för att förhindra spridning av patogener - gav de mössen antibiotika.
"Vi märkte att mössen som behandlades med antibiotika fick mindre vikt än mössen som stannade kvar i den gamla anläggningen", förklarar studieförfattaren Agnieszka Truax.
"Det fick oss att misstänka att tarmbakterier var inblandade i att främja fetma", fortsätter hon.
Tarmbakterier kan spela nyckelroll
Ting och team studerade sedan knockout-möss inrymda i en bakteriefri miljö och märkte att de inte tog på sig vikt.De härledde detta berodde på att djurens system inte påverkades av bakteriell aktivitet.
I det här fallet är det faktum att mössen saknade NLRP12 gen verkade inte påverka deras viktökning, vilket tyder på att exponering för vissa typer av bakterier kan vara nyckeln till den eventuella utvecklingen av fetma.
Forskarna noterade också ett annat intressant faktum: knockout-mössen som delade ett vardagsrum med friska gnagare som uttryckte NLRP12 genen lade inte på sig övervikt heller.
Detta tyder på att de utsattes för bra bakterier från kontrollmössen, vilket skyddade dem mot att bli överviktiga.
Sådana resultat är talande i det sammanhang där studier har visat att fetma korrelerar med en förlust av bakteriediversitet i tarmen.
Vid fetma undertrycks vissa bakteriestammar, vilket gör att andra bakterier kan spridas i avsaknad av konkurrens.
Farorna med bakterieförlust
I den nya studien såg forskarna att knockout-möss som saknade NLRP12 gen presenterade en signifikant förlust av bakteriediversitet.
I deras fall, den fettrika dieten ihop med ökningen av inflammation underlättas av bristen på NLRP12 resulterade i höga nivåer av bakteriefamiljen Erysipelotrichaceae. Dessa bakterier, fann forskarna också, förvärrar skadorna som orsakats av en fettrik diet.
Samtidigt förlorade knockout-mössen antalet Lachnospiraceae, som är en typ av bra tarmbakterier som hjälper till att motverka inflammation och konkurrerar med Erysipelotrichaceae, begränsa deras spridning.
Lachnospiraceae, förklarar forskarna, verkar också ha en skyddande effekt mot insulinresistens och fetma hos möss.
"Alla inflammatoriska och metaboliska förändringar som vi hade sett i NLRP12-knockout-möss under en fettrik diet vändades i huvudsak när vi levererade Lachnospiraceae, Förklarar Truax.
Resultaten kan leda till bättre sätt att hantera fetma, tillägger forskarna; Lachnospiraceae producera kortkedjiga fettsyror, en typ av molekyl som spelar en viktig roll i metaboliska processer. Två av dessa är butyrat och propionat, som också har viktiga antiinflammatoriska egenskaper.
När forskarna försökte administrera butyrat och propionat till knockout-möss märkte de att detta tillvägagångssätt motverkade effekten av bristen på NLRP12.
Nya terapeutiska möjligheter
Dessa resultat är särskilt uppmuntrande. butyrat och propionat är redan lätt tillgängliga som tillskott.
Dessutom har forskarna god anledning att tro att samma reaktioner också skulle äga rum hos människor - inte bara hos möss.
Det beror på att ytterligare analyser utförda på prover av fettceller som samlats in från personer med fetma visade att ju högre en persons kroppsmassindex (BMI), desto mindre aktiv är NLRP12 gen verkar vara.
”Hos möss visade vi att NLRP12 minskar inflammation i tarmen och i fettfettvävnader. Även om en direkt kausal effekt är svår att visa hos människor, hjälpte våra medarbetare oss att det finns minskade uttrycksnivåer av NLRP12 hos individer som anses vara överviktiga. ”
Jenny P-Y Ting
