Șoarecii fără germeni se îngrașă atunci când sunt transplantați cu microbi intestinali de la oameni obezi, într-o manieră dependentă de dietă.

Ed Yong
5 septembrie 2013

Escherichia coli WIKIPEDIA Trăsături fizice precum obezitatea și slăbiciunea pot fi „transmise” șoarecilor, prin inocularea rozătoarelor cu microbi umani intestinali. O echipă de oameni de știință conduși de Jeffrey Gordon de la Washington University School of Medicine din St. Louis a descoperit că șoarecii fără germeni s-au îngrășat atunci când au fost transplantați cu microbi intestinali de la o persoană obeză, dar nu și de la o persoană slabă.

obezitate

Echipa a arătat, de asemenea, că o comunitate microbiană „slabă” s-ar putea infiltra și disloca una „obeză”, împiedicând șoarecii să se îngrașe atâta timp cât ar urma o dietă sănătoasă. Rezultatele au fost publicate astăzi (5 septembrie) în Science.

Gordon a subliniat că există multe cauze ale obezității dincolo de microbi. Totuși, el a spus că astfel de studii „oferă o dovadă de principiu pentru ameliorarea bolilor”. Înțelegând modul în care interacționează microbii și alimentele pentru a influența sănătatea umană, cercetătorii pot fi capabili să proiecteze probiotice eficiente care pot.

Intestinul uman găzduiește zeci de trilioane de microbi, care joacă roluri cruciale în descompunerea alimentelor și influențarea sănătății. Grupul lui Gordon și alții au arătat acum că persoanele obeze și slabe diferă în comunitățile lor microbiene. Chiar săptămâna trecută, consorțiul MetaHIT a arătat că un sfert dintre danezii studiați aveau un număr foarte mic de gene bacteriene în intestin - o stare săracă care se corela cu riscuri mai mari atât de obezitate, cât și de boli metabolice.

Cu toate acestea, studii descriptive ca acestea nu pot spune oamenilor de știință dacă astfel de diferențe microbiene sunt cauza obezității sau o consecință a acesteia. „Se fac o mulțime de corelații între configurațiile comunității de microbi și stările bolii, dar nu știm dacă acestea sunt întâmplătoare sau cauzale”, a spus Gordon. Utilizând șoareci fără germeni ca laboratoare vii, Gordon și colegii săi își propun să înceapă să treacă „dincolo de descrierea atentă la teste directe de funcționare”, a adăugat el.

„Este extrem de interesant și puternic să treci de la studii descriptive la oameni la studii mecaniciste la șoareci”, a spus Oluf Pedersen, un endocrinolog care a fost implicat în studiile MetaHIT. "Asta este frumos ilustrat în această lucrare."

Studentul absolvent al laboratorului Gordon, Vanessa Ridaura, a inoculat șoarecii fără germeni cu microbi intestinali de la patru perechi de gemeni femele, fiecare în care o persoană era obeză și cealaltă avea o greutate sănătoasă. Șoarecii care au primit microbii umani obezi au câștigat mai multe grăsimi corporale, s-au îngrășat mai mult și au prezentat semne moleculare mai puternice ale problemelor metabolice.

Odată ce microbii transplantați și-au pus mâna pe intestine, dar înainte ca corpurile lor să înceapă să se schimbe, Ridaura a găzduit împreună cele două grupuri de șoareci. Șoarecii mănâncă în mod regulat fecalele, așa că acești colegi de cușcă și-au introdus din neatenție microbii vecinilor în propriile comunități intestinale. Gordon a numit acest lucru „Bătălia Microbiotei”.

Aceste experimente de co-locuință au împiedicat șoarecii cu microbi „obezi” să se îngrașe sau să dezvolte probleme metabolice, în timp ce cei cu microbii „slabi” au rămas la o greutate sănătoasă.

Gordon explică faptul că comunitățile de microbi obezi, fiind mai puțin diverse decât cele slabe, lasă multe „locuri de muncă” în intestin - nișe care pot fi umplute de diversele microbi slabi atunci când invadează. „Și, evident, aceste locuri de muncă nu sunt acolo în comunitatea mai bogată și slabă”, a spus el. „De aceea invazia este unidirecțională”.

"Dar dacă invazia este atât de robustă, de ce atunci nu există o epidemie de slăbiciune?" a întrebat Gordon. "Răspunsul pare a fi, în parte, dietă."

În experimentele sale inițiale, Ridaura a hrănit șoarecii standard, care au un conținut ridicat de fibre și materii vegetale. De asemenea, ea a amestecat două rețete noi, concepute pentru a reflecta extreme ale grăsimilor saturate față de consumul de fructe și legume asociate cu dietele occidentale.

Dacă șoarecii ar fi hrăniți cu alimente sărace în grăsimi și bogate în fructe și legume, Ridaura a găsit aceleași rezultate ca înainte - microbii slabi ar putea anula efectul celor obezi. Dar când șoarecii au fost hrăniți cu alimente cu conținut scăzut de fructe și legume și cu conținut ridicat de grăsimi saturate, cei cu microbi obezi intestinali s-au îngrășat, indiferent cine erau vecinii lor.

Acest lucru se poate datora faptului că cei mai buni colonizatori dintre comunitățile slabe au fost Bacteroidetes - un grup de bacterii care sunt excelente în descompunerea carbohidraților complecși găsiți în alimentele vegetale. Când șoarecii au consumat diete bogate în plante, Bacteroidetes ar putea îndeplini un rol metabolic care era vacant în comunitățile intestinale obeze. Când șoarecii consumau diete nesănătoase, sărace în plante, „aceste posturi vacante nu erau acolo și organismele nu se puteau stabili”, a spus Gordon.

„Încercăm acum să identificăm anumite seturi de organisme care pot face ceea ce face comunitatea completă”, a adăugat Gordon. Scopul final este de a crea un set de bacterii specifice care ar putea fi administrate în siguranță ca probiotice care, împreună cu o dietă definită, ar putea ajuta acești microbi benefici să se stabilească și ar putea preveni în mod eficient creșterea în greutate.

„Acest studiu este o inspirație pentru noi la MetaHIT”, a spus Pedersen. Ar fi foarte interesant sa luam scaune sau culturi din cazuri extreme in probele noastre - oameni care au microbiomi intestinali foarte bogati sau foarte saraci - si sa le inoculam in soareci fara germeni. . . . Acum, că avem o dovadă a conceptului, este evident pentru noi să ne urmărim concluziile prin aceste studii. ”