Interaktionen mellan immunitet och tarmbakterier påverkar åldrandet
En mekanism som länkar immunförsvaret, tarmbakterier och åldrande har kommit fram i ny forskning.
Immunsystems dysfunktion kan störa tarmbakterier på sätt som främjar åldringsrelaterade förändringar i kroppen, hävdar forskare vid École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) i Schweiz.
Ett studiearbete i tidskriften Immunitet beskriver hur forskarna använde genetiskt förändrade fruktflugor för att nå sina slutsatser.
De introducerade en dysfunktion i flugans immunsystem genom att stänga av en gen. Detta ledde till en obalans i tarmbakterier, eller mikrobiota, som producerade ett överskott av mjölksyra.
Överskottet av mjölksyra genererade kemikalier som kallas reaktiva syrearter som kan skada celler och har kopplingar till åldringsrelaterade förändringar i organ och vävnader.
Seniorstudieförfattare Bruno Lemaitre, professor vid EPFL: s Global Health Institute, och hans team föreslår att däggdjur har en liknande mekanism.
"Vår studie", säger första författaren Igor Iatsenko, en forskare i professor Lemaitres forskargrupp, "identifierar en specifik mikrobiotemedlem och dess metabolit som kan påverka åldrandet i värdorganismen."
Behöver förstå commensal dysbios
Tarmen hos nästan alla djur är hem för stora kolonier av bakterier och andra mikroorganismer som kollektivt kallas kommensala mikrober.
Det finns ökande bevis för att kommensala mikrober påverkar immunsystemet och andra funktioner i kroppen och lever i balans med dem.
Störningar i denna balanserade samexistens kallas kommensal dysbios och kan uppstå av olika skäl, såsom sjukdom och användning av medicin.
Studier har också kopplat kommensal dysbios till olika sjukdomsrelaterade förändringar samt en kortare livslängd.
Den biologiska naturen hos dessa förhållanden och de mekanismer som länkar dem är fortfarande otydliga.
Teamet bestämde sig för att undersöka detta ytterligare genom att använda fruktflugan, Drosophila melanogaster, som deras modellorganism. Forskare använder ofta denna art för att studera tarmbakterier och genetik.
Kommensal dysbios förkortade livslängden
I tidigare arbete hade Iatsenko identifierat en gen som gör att immunsystemet i fruktflugor kan upptäcka potentiellt skadliga främmande bakterier och attackera dem. Genen kallas peptidoglykanigenkänningsprotein SD (PGRP-SD).
För den nya undersökningen uppfödde teamet en mutant stam av immunförsvagade fruktflugor genom att stänga av deras PGRP-SD gener.
Resultatet var att de immunförstörda flugorna inte levde så länge som normala flugor. De hade också mycket högre antal bakterier Lactobacillus plantarum.
L. plantarum är en tarmbakterie som producerar mjölksyra. Forskarna fann ett överskott av mjölksyra i de immunförsvagade flugorna, tillsammans med en därmed sammanhängande ökning av reaktiva syrearter.
Aktiverar PGRP-SDå andra sidan "förhindrade kommensal dysbios" i flugorna och fick dem att leva längre.
”Mjölksyra, en metabolit som produceras av bakterien Lactobacillus plantarum”, Förklarar professor Lemaitre,” införlivas och bearbetas i flugtarmen, med bieffekten av att producera reaktiva syrearter som främjar epitelskador. ”
Igor Iatsenko efterlyser ytterligare studier för att ta reda på mer om metaboliska interaktioner mellan kommensbakterier och kroppen under åldrandet.
"Det finns definitivt många fler exempel som detta [...]."
Igor Iatsenko
