Hur tarmbakterier kan hjälpa till att upptäcka och ta itu med leversjukdom
Icke-alkoholhaltiga fettleversjukdomar har ofta inga symtom i början, så det kan förbli oupptäckt tills det blir mycket svårare att behandla eller hantera. Men en förening som frigörs av våra tarmbakterier kan hjälpa till med tidig diagnos, säger forskare.
Vid icke-alkoholhaltig fettleversjukdom (NAFLD) byggs överflödigt fett upp i levern, vilket hämmar dess normala funktion.
Vissa människor löper större risk att utveckla detta tillstånd, och detta inkluderar personer med fetma, högt blodtryck och typ 2-diabetes.
Det är svårt att diagnostisera NAFLD i ett tidigt skede, men eftersom det inte visar många talande symptom först.
Detta kan innebära att tillståndet kan förbli "dolt" tills det har nått ett mer avancerat stadium och orsakar leverskador.
Av denna anledning har forskare letat efter sätt att upptäcka leversjukdom när den börjar utvecklas, så att den kan åtgärdas så snart som möjligt.
Specialister från Storbritannien, Italien, Spanien och Frankrike säger nu att det kan vara möjligt att upptäcka NAFLD tidigt genom att titta på vissa tarmbiomarkörer.
"Vi har upptäckt spännande samband mellan tarmmikrobiotasammansättning, fettlever och kolhydratmetabolism", förklarar professor José Manuel Fernández-Real, från Girona-universitetet i Spanien.
"Detta bidrar," tillägger han, "för att bättre förstå [ing] varför 30 procent av [personer] med massiv fetma inte utvecklar en fettlever trots dramatiskt ökad fettmassa."
Teamets resultat har publicerats i tidskriften Naturmedicin.
En ny biomarkör för fettlever
Forskarna analyserade relevanta medicinska data från 100 kvinnor som hade diagnosen fetma - men som var fria från diabetes - och som också hade NAFLD.
Mer specifikt tittade laget på en serie prover som samlats in från deltagarna, inklusive prover av blod, urin, avföring och leverbiopsier.
De jämförde dessa data med uppsättningar motsvarande data som samlats in från friska individer för att identifiera eventuella tydliga skillnader mellan de två uppsättningarna.
En detaljerad analys avslöjade att förhöjda nivåer av en förening som kallas fenylättiksyra (PAA), som frigörs av vissa tarmbakterier, var kopplad till överflödig fettuppbyggnad i levern och tidig debut av NAFLD.
Detta innebär att PAA kan betraktas som en NAFLD-biomarkör, och att diagnostisera detta tillstånd skulle därför bara vara ett enkelt blodprov borta.
"Genom detta arbete kan vi ha upptäckt en biomarkör för själva sjukdomen", konstaterar studieledare Dr Lesley Hoyles från Imperial College London i Storbritannien. "Sammantaget visar det att mikrobiomet definitivt påverkar vår hälsa."
Men forskarna fann också att NAFLD var associerat med vissa förändringar i tarmmikrobiomens sammansättning.
Ett fall av "kyckling och ägg?"
Intressant såg forskarna att när NAFLD avancerade minskade antalet gener som kodas av tarmbakterier gradvis, vilket tyder på att mikrobiomet blev sämre och mindre varierande i sin mikrobiella smink.
Vi vet redan att antalet aktiva gener som kodas av tarmbakterier är cirka 500 gånger större än antalet gener som finns i humant DNA, men hur detta kan påverka vår allmänna hälsa och biologiska funktion har fortfarande många mysterier.
Ändå tror forskare att ett mindre varierande tarmmikrobiom kan vara en indikator på sämre hälsa - människor med metaboliska sjukdomar har till exempel färre aktiva gener som kodas av tarmbakterier.
Och nu har forskarna som är inblandade i den aktuella studien observerat en liknande förening i fallet med fettleversjukdom och noterat att ett mindre varierande tarmmikrobiom var kopplat till symtom på metaboliska problem. Detta inkluderar leverinflammation och bristande respons på insulin, det hormon som är nyckeln till att reglera blodsockernivån.
När man tittade på andra studier som involverade djurmodeller fann forskarna att ökande PAA-nivåer hos friska möss orsakade fettuppbyggnad i gnagarnas lever.
Dessutom ledde fekala transplantationer med prover som togs från NAFLD-patienter till möss vars tarmmikrobiomer hade torkats bort med antibiotika också till fettlever hos gnagare.
Allt detta bevis pekar på en stark koppling mellan ett sämre tarmmikrobiom med en modifierad bakteriepopulation och utvecklingen av NAFLD. Men trots detta är det oklart om förändringar i tarmbakterierna orsakar sjukdomen, eller vice versa.
”Den vetenskapliga litteraturen visar att mikrobiomet förändras i en rad sjukdomar. Men det kan vara ett fall av "kyckling och ägg" och inte nödvändigtvis orsak och verkan. "
Dr. Lesley Hoyles
Enklare screeningmetoder i horisonten
Ändå är forskarna som är involverade i den aktuella studien glada över sina resultat och vilka nya möjligheter de kan leda till, när det gäller diagnostiska procedurer.
Som seniorförfattare Dr Marc-Emmanuel Dumas förklarar: "Konceptet att vi skulle kunna använda kemiska signaler som produceras av våra tarmbakterier för att upptäcka sjukdomar är ett spännande."
"Det öppnar möjligheten att [ett] enkelt screeningtest på en [...] klinik en dag kan användas för att upptäcka de tidiga tecken på sjukdom", tillägger han.
Han varnar dock för att "den här typen av tester fortfarande kan vara ett antal år från kliniken."
Nästa steg härifrån, förklarar seniorförfattaren, kommer att vara att förfina vår förståelse för PAA och hur den kan användas som ett diagnostiskt verktyg för fettlever. Han hoppas också att vi i framtiden kanske kan förhindra utvecklingen av NAFLD genom att rikta tarmmikrobiomet.
"Vi måste nu utforska denna länk vidare och se om föreningar som PAA verkligen kan användas för att identifiera patienter i riskzonen och till och med förutsäga sjukdomsförloppet", konstaterade Dr. Dumas.
"Den goda nyheten är att genom att manipulera tarmbakterier kan vi kanske förhindra fettleversjukdom och dess långvariga kardiometaboliska komplikationer", avslutar han.
