Når laboratoriemus får ei tarmflora som liknar den hos villmus, blir tarmbarrieren sterkare og risikoen for kolitt lågare, særleg i kombinasjon med kostfiber. Det viser doktorgradsarbeidet til Signe Birkeland, som undersøker korleis miljø og kost påverkar utvikling av betennelsessjukdommar i tarmen.
Doktorgradsarbeidet til Signe Birkeland viser at ei naturleg tarmflora i laboratoriemus påverkar tarmbarrieren og vernar mot betennelse i tjukktarmen, særleg i kombinasjon med kostfiber.
Nedanfor svarar ho på fire spørsmål om forskinga si:
Kvifor er denne forskinga viktig?
Det er viktig å forske på dette fordi vi globalt ser ein stadig auke i ikkje-smittsame sjukdomar (mellom anna livsstilssjukdomar), der fleire er knytte til fordøyingssystemet. Desse vert påverka av både genetikk, kosthald og andre livsstilsfaktorar, og fleire hypotesar som forsøker å forklare auken i slike «moderne» sjukdomar, handlar om mangel på tilstrekkeleg mikrobiell eksponering. Konsekvensen av dette er at tarmfloraen hos menneske i moderne og urbane samfunn har tilpassa seg livsstilen på ein måte som potensielt er ugunstig for helsa vår.
Samtidig er det ei utfordring at funn gjort i laboratoriemus ikkje alltid let seg reprodusere i menneske. Laboratoriemus er blant våre viktigaste modellorganismar for å forstå menneskeleg fysiologi. I tråd med forstyrringane vi ser i menneskets tarmflora, finst det òg ulike hypotesar om at dagens laboratoriemus er «for reine». Den svært hygieniske oppstallinga står i sterk kontrast til korleis til dømes ville mus lever. «Naturaliseringsmodellar» prøver difor å introdusere laboratoriemus for eit meir naturleg miljø, der dei blir eksponerte for mikrobar som kan etablere seg i tarmen og potensielt påverke tarmbarrieren, immunforsvaret og dermed også risikoen for å utvikle ulike sjukdomar.
Kva var måla med doktorgradsarbeidet ditt?
Målet med arbeidet var å utforske korleis ei naturleg tarmflora i laboratoriemus påverkar tarmbarrieren og sjukdomsutviklinga i ein betennelsesmodell, og korleis dette kan påverkast av ulike kostfiber i fôret.
Kva er dei viktigaste resultata dine?
Vi nytta ulike metodar for å gi laboratoriemus ei «naturleg» tarmflora, det vil seie å gjenskape ein flora ein ventar å finne hos ville mus, og som dei truleg er betre evolusjonært tilpassa til. Dette gjorde vi mellom anna ved å oppstalle laboratoriemus i omgjevnader som liknar eit gardstunmiljø, sidan det er der ville husmus normalt held til. Vi lot òg laboratoriemus bu saman med ville husmus for å overføre mikroorganismar frå dei ville musene. Slik blir «reine» laboratoriemus eksponerte for andre mikroorganismar enn dei vanlegvis blir i laboratoriet, noko som bidreg til ein meir «naturleg» tarmflora.
Vi fann at ein naturleg tarmflora påverkar slimhinna i tarmen (tarmbarrieren) og vernar mot betennelse i tjukktarmen, særleg i kombinasjon med kostfiber. «Reine» laboratoriemus viste derimot høgare grad av betennelse, spesielt dei som fekk mykje fiber i fôret. Dette såg ut til å henge saman med kva for bakteriar i tarmen som nytta kostfibra, då laboratoriemusene viste ein auke i fleire bakterieslekter som tidlegare har vore knytte til forverra symptom i denne sjukdomsmodellen. Desse bakteriane kan såleis ha blitt utkonkurrerte av dei «naturlege» bakteriane, som vi òg har sett gir ein meir aktivert tarmbarriere og dermed vernar mot betennelse.
Denne verknaden lét seg òg gjenskape i mus som fekk avføringstransplantasjon frå mus med «naturleg» tarmflora, noko som ytterlegare støttar rolla tarmfloraen spelar for risikoen for å utvikle betennelsessjukdom i tarmen.
Kva betydning kan forskingsarbeidet ditt få for fagområdet og i ein større samanheng?
Dette forskingsarbeidet bidreg til auka forståing av samspelet mellom tarmfloraen og verten (laboratoriemus), og korleis kosthaldet – her konkret kostfiber – påverkar dette samspelet.
FAKTA:
Signe Birkeland
- Utdanning: Har tidlegare studert bachelor og master i bioteknologi (molekylærbiologi) ved KBM (NMBU)
- Heimstad: Lier, Noreg
- PhD-fakultet: Fakultet for kjemi, bioteknologi og matvitskap, NMBU
- Tittel på avhandlinga (engelsk og norsk):
Gut microbiome in naturalized mice: Effects on intestinal barrier, dietary fibers, and gut inflammation Tarmmikrobiomet i naturaliserte mus: effektar på tarmbarrierefunksjon, kostfiber og tarmbetennelse - Hovudrettleiar: Harald Carlsen
- Medrettleiarar: Preben Boysen, Henriette Markov Arnesen, Bjørge Westereng