Immunsystemet mot tarmbakterier: Hur vitamin A 'håller freden'
Nya resultat om A-vitaminets roll i förmedlingen av förhållandet mellan tarmbakterier och immunförsvar kan visa sig vara ”kritiska” för att utveckla nya terapier för autoimmuna tillstånd, såsom Crohns sjukdom, ulcerös kolit och andra inflammatoriska sjukdomar som påverkar tarmarna.
Tarmbakterierna är kända för att spela en avgörande roll för att hålla oss friska. Forskning har visat att biljoner vänliga mikroorganismer som vår tarm är värd kan hålla oss magra, unga och friska - både i kropp och själ.
Men hur gör tarmbakterierna detta? Ett svar handlar om immunsystemet. Olika studier har långsamt upptäckt det komplexa förhållandet mellan tarmbakterier och immunitet. De föreslår att interaktionen mellan värdens tarm och bakterierna som koloniserar våra tarmar hjälper till att kontrollera hur vår kropp reagerar på sjukdom.
Forskare har vetat under en tid att mikrobiomet hjälper till att reglera immunsvar. Många av de detaljerade mekanismerna bakom denna interaktion var dock okända. Till exempel, hur exakt tillåter kroppens immunsystem - som är utformat för att skydda oss mot patogener - att dessa vänliga bakterier kan leva "lyckligt" i tarmen?
Ny forskning kan ha hittat ett svar: vitamin A. Ett forskargrupp, under ledning av Shipra Vaishnava, en biträdande professor i molekylär mikrobiologi och immunologi vid Brown University i Providence, RI, fann att måttliga nivåer av vitamin A i tarmen förhindrar immunförsvaret systemet blir överaktivt.
Resultaten, publicerade i tidskriften Immunitet, kan ha betydande konsekvenser för autoimmuna sjukdomar, såsom Crohns sjukdom.
A-vitamin håller immunsvaret i kontroll
Tarmmikrobioten består av över 100 biljoner bakterier, förklarar forskarna, som huvudsakligen är uppdelade i phyla Firmicutes och Bacteroidetes.
Med hjälp av en musmodell av mikrobiomet fann Vaishnava och teamet att dessa tarmbakterier reglerar sina värdars immunsvar genom att justera ett protein som aktiverar vitamin A i mag-tarmkanalen.
Proteinet kallas retinoldehydrogenas 7 (Rdh7) eftersom det förvandlar vitamin A till retinsyra, som är vitamin A: s aktiva form.
Vidare fann forskarna att Firmicutes-bakterier - närmare bestämt bakterier som ingår i Clostridia-familjen - sänker uttrycket för Rdh7. Clostridia-bakterier orsakar också att levern lagrar en ökad mängd A-vitamin, fann forskarna.
Vaishnava och team genetiskt utformade möss som saknade Rdh7 i cellerna som kantade tarmarna. Dessa gnagare hade bristfälliga nivåer av retinsyra i tarmvävnaden, liksom färre immunceller som bildar den så kallade IL-22-molekylen. IL-22 är en signalmolekyl som styr immunsystemets antimikrobiella respons.
Seniorforskaren påpekar också att andra element i immunsystemet - såsom immunoglobulin A-celler och andra T-celler - förblev desamma efter att ha tömt mössen från Rdh7. Detta indikerar att Rdh7 bara är nyckeln till hur immunsystemet reagerar på bakterier.
Nya terapier för autoimmuna sjukdomar
Forskarna förklarar effekterna av sin forskning. De säger att förståelsen av interaktionerna mellan tarmbakterierna och immunsvaret kan belysa nya terapier för autoimmuna störningar, såsom inflammatorisk tarmsjukdom.
"Många av dessa sjukdomar tillskrivs ökat immunsvar eller immunaktivering, men vi har hittat ett nytt sätt att bakterier i tarmen kan dämpa immunsvaret", säger Vaishnava.
"Denna forskning kan vara avgörande för att fastställa terapier vid autoimmuna sjukdomar, såsom Crohns sjukdom eller andra inflammatoriska tarmsjukdomar, samt vitamin A-brist."
Shipra Vaishnava
”A-vitaminets roll i inflammation är kontextberoende och är mycket svårt att reta isär”, tillägger forskaren. I framtiden planerar forskarna att undersöka varför Rdh7-undertryckning är avgörande för immunsvaret och hur bakterier kontrollerar Rdh7-genuttryck.
”En förändring av vitamin A-status och vitamin A-metaboliska gener sammanfaller med inflammatoriska tarmsjukdomar, men vi vet inte om detta främjar inflammation eller inte. Vi hoppas att det att lägga till vårt resultat - att bakterier kan reglera hur vitamin A metaboliseras i tarmen eller lagras - kan hjälpa till att klargöra varför fältet ser vad det ser. ”
Forskaren fortsätter med att lyfta fram kostens och tarmbakteriens roll för att hålla vårt immunsystem friskt. "Både vår kost och bakterierna i tarmen är kritiskt kopplade till att reglera hur våra immunceller beter sig", säger Vaishnava.
"Att hitta vad dessa länkar är på molekylär nivå är viktigt för att ta reda på hur vi kan använda antingen diet eller bakterier, eller båda tillsammans, för att ha en terapeutisk effekt vid inflammatoriska eller infektionssjukdomar."
