Kan ha funne bakterie som gjer deg slank og frisk

Betennelse er ein del av biletet bak storparten av livsstilssjukdommane. NMBU-professor Tor Erling Lea kan ha funne svaret på både korleis vi skal halde oss slanke og friske og kvifor det er lettare å halde seg frisk på bygda enn i byen. 

Funna vart publiserte i det anerkjente tidsskriftet Nature Communications i februar 2021. 

Mat, helse og infeksjonar 

Det byrja mens han var professor på heiltid på NMBU. No er Lea pensjonert – professor emeritus – men han forskar framleis på korleis bakteriar i tarmen kan hindre slike sjukdommar som kosthald og livsstil gir oss større problem med enn nokon gong før.

Hjarte-karsjukdom, fedme med metabolsk syndrom, diabetes og tarmbetennelse er nokre av dei.  

– I alt som er av problematikk rundt mat og helse, er infeksjonsforsvaret og tarmfloraen veldig sentrale, seier han. 

Dei siste ti–femten åra har vitskapen verkeleg blitt klar over kor mykje mikroorganismane som lever i kroppen, har å seia for helsa. 

Livsstilssjukdommar 

– Litt diffust kallar vi tilstandane for livsstilssjukdommar. Ein av dei vanlegaste er diabetes type 2. Du får diabetes som følgje av kosthald, overvekt og fedme. Da er høgt blodtrykk og høge insulinverdiar med diabetes, ikkje-alkoholisk feittlever og hjarte-karsjukdom typiske følgjetilstandar, seier han.

Årsaka er det han omtalar som ein «vestleg diett» – mat med for mykje feitt og sukker. 

Milde betennelsar, det som forskarane kallar låggradige betennelsar, er ein sentral del av sjukdomsbiletet ved livsstilssjukdommar. Det gjeld alt frå fedme til allergiar. 

Dessutan er tarmfloraen, altså dei bakteriane som lever i tarmane våre,  annleis hos dei som har slike sjukdommar. 

McB-bakterien 

Bakterien Methylococcus capsulatus Bath, McB, høyrer ikkje til i tarmfloraen. Forskarane fann fram til denne bakterien fordi han hadde vore brukt i fiskefôr og hatt gunstig verknad på tarmhelse hos oppdrettslaks. 

– Vi fann at denne bakterien batt seg til og påverka ei av dei viktigaste immuncellene i kroppen vår. Vi samanlikna med fleire andre bakteriar – mellom anna såkalla probiotiske bakteriar som finst i syrna mjølkeprodukt, men ingen av dei viste den same tendensen, fortel Tor Erling Lea.

Probiotiske bakteriar vert gjerne omtala som «gode» bakteriar med positive helseeffektar. 

Så testa forskarane McB på mus med alvorleg betennelse i tarmane. Inflammatorisk tarmsjukdom omfattar både ulcerøs kolitt og Crohns sjukdom, og begge er veldig vanskelege å behandle. Her utgjer inflammasjon – altså betennelse – ein sentral del av sjukdomsbiletet, seier Lea. 

Slik ser det ut når ei immuncelle – ei dendrittisk celle – bind Methylococcus-bakteriar til overflata. Tor Erling Lea har teke biletet med sveipeelektronmikroskopi, og grønfargen er lagt på etterpå.

Foto
Tor Erling Lea

Friskare med bakteriar 

Da musene fekk McB-bakteriane i kosten før forskarane utløyste sjukdommen, vart dei mykje mindre sjuke enn dei som ikkje fekk slike bakteriar. 

– Det var tydeleg at denne bakterien gjorde noko med tarmane til musene som førte til at dei kunne motstå sjukdommen mykje betre. Da vi analyserte musene, fann vi ut at McB-tilsetjing hadde ein veldig kraftig betennelsesdempande effekt, fortel han. 

Dermed ville forskarane sjå vidare på ein annan tilstand kor betennelse er viktig: Metabolsk syndrom. Det er nemninga som dekker alle slags problem med forbrenning av næringsstoff – mellom anna overvekt, høgt blodtrykk, høge insulinverdiar og høge kolesterolverdiar.

Metabolsk syndrom aukar risikoen for å utvikle diabetes, angina, hjarteinfarkt og hjerneslag. Sidan McB-bakterien kunne dempa betennelse, kunne han kanskje òg påverke metabolsk syndrom? 

Til musa for å gjera seg feit 

NMBU-forskarane fekk med seg ekspertar frå Universitetet i København på eit samarbeid.

– Vi gjorde mus feite og kontrollerte at dei hadde utvikla diabetes, insulinresistens og feittlever. Så gjorde vi kostforsøk. Ei gruppe mus heldt fram med å eta den same dietten som hadde gjort dei feite. Ei anna gruppe åt mager diett. Den tredje gruppa heldt fram med å eta feit kost, men med tilskot av denne bakterien, forklarer Lea. 

Musene som fekk McB-bakteriar, vart slanke på nokre få veker. Dei mista bukfeittet, dei bygde muskler, feittlevra forsvann, diabetesen forsvann, dei var ikkje insulinresistente lenger. Betennelsen forsvann òg. I løpet av fire–fem veker var musene kurert. 

Etter kosthaldet å døme skulle dette ha vore to feite, ikkje så friske mus – men den eine har fått McB-bakteriar i kosten og vorte slank.

Foto
Københavns Universitet

Sjarmen med tarmen 

– Da vi gjekk inn og undersøkte tarmfloraen, viste det seg at i løpet av desse vekene hadde han forandra seg frå slik som er typisk for feite mus, tilbake til noko som likna veldig på tarmfloraen til normalvektige mus. Altså: Bakterien har ikkje effekt berre på fedme og betennelse, men òg på samansetjinga av tarmfloraen slik at han blir normalisert. 

Seinare har Tor Erling Lea og kollegaane hans funne ut at heile prosessen heng saman med immunsystemet til tarmen. Det blir påverka slik at det dannar spesielle celler – ein type regulatoriske T celler – som han trur at er viktige for å hindre betennelse, men òg for å hindre fedme og diabetes. 

– Vi legg fram bevis for at immunsystemet er involvert i reguleringa av fedme, diabetes type 2 og insulinresistens. Det som er så spesielt med denne bakterien, er at det er ein miljøbakterie som ikkje finst i vår eigen tarmflora, så vidt vi veit. Dermed går dette inn i diskusjonen om kva for ein effekt mikroorganismar i miljøet rundt oss kan ha på kroppen, seier han. 

Ein av hypotesane til NMBU-forskarane er at ein miljøbakterie som McB verkar så spesielt fordi han ikkje har vore gjennom den same utviklinga og tilpassinga til oss som bakteriane i tarmfloraen. Derfor kan han stimulere på andre måtar enn «våre eigne» bakteriar. 

Bra med bakteriar? 

Det er den gamle diskusjonen om kor lurt det er å la ungane utsetja seg for litt bakteriar for å styrke immunforsvaret deira. 

– Gjennom maten og lufta vi pustar inn, får vi i oss ei mengd bakteriar. Same kva vi et og kor godt vi har skylt salaten, får vi dagleg i oss masse mikroorganismar. Om vi ikkje tar omsyn, kan vi få i oss bakteriar som framkallar sjukdom. Men langt dei fleste bakteriane i miljøet rundt oss gjer ikkje det, seier Lea.  

– I kva for ein grad kan det tenkjast at miljøbakteriane er med på å påverke helsa vår? Vi meiner at resultata frå forskinga vår peikar på at mikroorganismar frå miljøet kan påverke viktige funksjonar i kroppen vår, argumenterer Lea. 

Han nemner ein studie der forskarane ved det finske naturressursinstituttet Luke la skogsbotn i barnehagar. Det endra immunsystemet til barna. Folk som har vakse opp på bygda, ser ut til å ha lågare risiko for allergiar og andre immunsjukdommar, peiker forskning.no på i omtalen av den finske studien. 

Friskare på landet 

– Folk som bur i byar, blir mindre eksponerte for mikroorganismar, og dei blir utsett for andre mikroorganismar enn folk som bur på landet. Menneske som bur nært jord, frisk luft og vatn, blir påverka på ein heilt annan måte, ifølgje Tor Erling Lea. 

Vi veit at immunsystemet må bli eksponert for mikroorganismar, både våre eigne og frå miljøet, for å kunna fungere som det skal – som eit effektivt forsvar mot infeksjonar. På same måte trur han òg at industrielt dyrehald i dag fører til større helseproblem for dyra, fordi vi ikkje har skjønt kor viktig miljøet er for helsa og korleis mikroorganismane verkar inn. 

Langt att til menneske 

Men tilbake til feite mus: Når kan McB-bakteriane prøvast på menneske? Lea veit ikkje. Det krev mykje å få produsert mange nok bakteriar til å kunna gjera omfattande forsøk med dei. No har forskarane innleidd eit samarbeid med industrien. Det opnar for utprøving på andre og større dyr, og så er vegen stuttare til å prøve på menneske. 

Dessutan: Så langt har forskarane knust bakteriane til pulver før dei er brukt i fôret, for dei kan ikkje leva i tarmen. No vil dei gjerne finne ut kva for komponentar i bakteriane som fører til kva for effektar.

– Mykje spanande forsking ligg framom oss. Eg trur me vil lære meir om kor viktig naturen og samspelet med naturen er for oss menneske og helsa vår, spår Lea. 

Referanse: 

Benjamin A. H. Jensen, Karsten Kristiansen, Tor E. Lea m.fl.: Lysates of Methylococcus capsulatus Bath induce a lean-like microbiota, intestinal FoxP3+RORγt+IL-17+ Tregs and improve metabolismNature Communications februar 2021, doi: 10.1038/s41467-021-21408-9 

Abstract (in English)

Interactions between host and gut microbial communities are modulated by diets and play pivotal roles in immunological homeostasis and health. We show that exchanging the protein source in a high fat, high sugar, westernized diet from casein to whole-cell lysates of the non-commensal bacterium Methylococcus capsulatus Bath is sufficient to reverse western diet-induced changes in the gut microbiota to a state resembling that of lean, low fat diet-fed mice, both under mild thermal stress (T22 °C) and at thermoneutrality (T30 °C). Concomitant with microbiota changes, mice fed the Methylococcus-based western diet exhibit improved glucose regulation, reduced body and liver fat, and diminished hepatic immune infiltration. Intake of the Methylococcu-based diet markedly boosts Parabacteroides abundances in a manner depending on adaptive immunity, and upregulates triple positive (Foxp3+RORγt+IL-17+) regulatory T cells in the small and large intestine. Collectively, these data point to the potential for leveraging the use of McB lysates to improve immunometabolic homeostasis.

 

Published 20. April 2021 - 8:55 - Updated 6. mai 2021 - 18:35