Tarmmikrobene avgjørende for nesten alle kjente immunologiske sykdommer

Viktig artikkel i Science viser hvordan immunsystemet vårt siden urtiden har utviklet seg sammen med  mikroorganismer som koloniserer alle barriereflater på kroppen vår.

Funksjonellmedisinsk Institutt skiller seg fra mange deler av det ordinære helsevesenet ved at vi integrerer ny kunnskap og forskning raskt, slik at våre kunder til enhver tid får tilgang til den oppdaterte kunnskapen som vi mener vi trygt kan integrere. Men minner for ordensskyld om at vi ikke nødvendigvis anbefaler all ny forskning og kunnskap som vi publiserer i nyhetsseksjonen. 

Artikkelen fortsetter under

persontilpasset medisin

 

Det intime og nære forholdet som har vart siden menneskets opprinnelse har resultert i utvikling av et vidt spekter av gjensidig vekselvirkning mellom mikrobiota og vertsimmunsystemet, spesielt i tarmene, hvor tettheten og mangfoldet av innfødte mikrober er størst.

Endringer i tarmmikrobiota har vært korrelert med nesten alle kjente immunologiske sykdommer. I denne artikkelen i Science gjennomgår forskere ny kunnskap for å demonstrere en årsaksrolle for mikrobiota på helse og sykdom.

Artikkelen viser også på hvordan endringer i mikrobiell sammensetning kan påvirke immunsystemfunksjonen.

Artikkelen fortsetter under.

Vi mennesker er kolonisert av trillioner av virus-, sopp-, bakterie- og eukaryotiske mikrober på alle barriereflater, som kollektivt refereres til som mikrobiota, og disse mikroorganismene kan ha viktige effekter på immunsystemet vårt. Hos mennesker inneholder mage-tarmkanalen det største antallet og størst mangfold av bakterier. Hvert individ har et mikrobielt samfunn som består av hundrevis av bakteriearter og -stammer, og den kollektive humane mikrobiota inneholder tusenvis av arter. Dette samfunnet er formet av et bredt spekter av faktorer, inkludert mikrobiell eksponering, kosthold, legemidler, vertsgenetikk og selve immunresponsen.

Selv om forekomsten av mikrober, som har vært med oss fra før menneskets opprinnelse, i tarmen har vært kjent lenge, har det vært en markant gjenoppblomstring i interesse for vert-mikrobiota-interaksjoner de siste to tiårene. Spesielt på grunn av utviklingen av neste generasjons sekvensering, noe som muliggjorde en rekke nye metoder for å bestemme mikrobiotaens sammensetning og funksjon.

Denne nye teknologien har resultert i et overveldende antall studier om endringer i mikrobiell sammensetning i sykdommer så forskjellige som inflammatorisk tarmsykdom (IBD), fedme, metabolsk syndrom, autisme og mange andre.

Det er nå godt dokumentert at forskjeller i mikrobiotasammensetningen observeres hos personer med immunologisk sykdom. Studien gjennom går den kliniske relevansen.

Artikkelen fortsetter under.

Tarmbakterier kan være nøkkelen til å behandle autoi …

Bruke immunsystemet til å identifisere årsaksmikrober.

Det gjensidige forholdet mellom immunforsvaret og mikrobiota er sentral for mikrobiotas påvirkning på sykdom. På den måten vil immunologisk viktige tarmmikrobielle arter og stammer sannsynligvis ha store effekter på menneskers sykdom. En metode omtalt som immunoglobulin A-sekvensering (IgA-seq) utnytter mukosal (i slimhinnen) antistoffrespons til mikrobiota for å identifisere immunologisk relevante mikrober som kan spille kausale roller ved sykdom. Flere studier har benyttet IgA-seq til å identifisere sykdomsdrivende bakterier i IBD og viser at disse mikrobene alvorlig forverret musemodeller med kolitt. Lignende tilnærminger har vist at IgA-målrettede mikrober kan drive utviklingen av Crohns sykdom.

Sammen viser disse studiene at dyrking av flertallet av tarmmikrober nå er mulig.

Hva vi nå vet om årsakssammenhenger mellom mikrobiota og sykdom: Mangfold teller!

Biodiversitet og mangfold bidrar til stabiliteten og fleksibiliteten til ulike økosystemer.

Motstandskraften er mengden forstyrrelser som populasjonen kan absorbere, samtidig som den opprettholder sin funksjonelle tilstand.

Hvis en populasjon er svært motstandsdyktig, kan populasjonen omorganisere og fornye seg når en bestemt art går tapt, mens populasjoner med lavt biologisk mangfold er mer følsomme for tap av enkelte arter. Økosystemer med stort mangfold inneholder sannsynligvis organismer med overflødige funksjoner, noe som gjør tap av en enkelt art tolerabel fordi en funksjonelt overflødig art raskt kan overta denne nisjen og fylle den funksjonen.

Artikkelen fortsetter under.

Lavdiversitetspopulasjoner inneholder færre medlemmer, noe som nedsetter funksjonen, med bestemte funksjoner oppfylt av bare ett medlem. Derfor kan tap av det ene medlemmet ha en katastrofal effekt på resten av økosystemet. På grunnlag av dette, er en mer variert populasjon med stort mangfold foretrukket.

Artikkelen i Science viser til mange store undersøkelser av tarmmikrobielle populasjoner som viser at redusert mikrobielt mangfold (arter, rikdom) nesten alltid er forbundet med sykdom.

Reduksjoner i det totale antall bakterielle arter som er tilstede, er observert hos mennesker med eksem, astma, multippel sklerose, leddgikt, type 2 diabetes, fedme, autisme og IBD,  bare for å nevne et lite utvalg.

Forskerne skriver;

Disse observasjonene tyder på at det å forhindre sykdom ved å utvikle bedre diversitet og mangfold av tarmmikrobielt samfunn potensielt kan være svært effektiv behandling.

Fellesskapsfunksjoner

Komplette mikrobielle populasjoner kan bidra til mekanismer som individuelle organismer ikke kan utvikle selv. Tap av fellesskapsfunksjoner kan oppstå på grunn av additive effekter av tap av mangfold som kan gi synergistiske effekter mellom arter eller nye fremvoksende egenskaper hos et mikrobielt samfunn.

Et eksperimentelt eksempel på dette er at monokloniseringer, altså kun en art, med en rekke organismer er utilstrekkelige for å reversere hyper-IgE. I kontrast gjenoppretter kolonisering med et komplekst mikrobielt samfunn normalt normale IgE-nivåer.

Artikkelen fortsetter under

Immunologisk ubalanse

Immunhelse krever balanse mellom pro- og anti-inflammatoriske responser. Denne likevekten er spesielt viktig for mucosale overflater (slimhinner), hvor toleranse for kommensale, «vennlige», mikrober må nøye balanseres med infeksjonsbestandighet. Den immunologiske balansen i tarmen bestemmes primært av sammensetningen av mikrobiota. Selv om overvekst av inflammatoriske mikrober kan føre til kroniske tarmsykdommer, som IBD, kan overflod av «vennlige» organismer også gjøre verten mer utsatt for infeksjon. Selv om de fleste studier har fokusert på hvordan en enkelt bakterieart driver enten betennelse eller toleranse, har de fleste mikrobiota-arter faktisk blandede resultater.

Videre har en nylig studie som så på immunresponsen til 53 forskjellige bakteriestammer funnet at mange mikrober både inducerer inflammatoriske og immunoregulatoriske responser. I noen tilfeller er en av disse dominerende, mens i andre tilfeller er responsen balansert.

Denne studien styrket teorien om at forskjellige mikrober kan fremkalle både spesialiserte og overflødige immunfunksjoner. Samlet sett tyder disse studiene på at kolonisering med et mangfoldig utvalg av organismer sikrer en robust og balansert utvikling av immunfunksjoner og fremmer optimal helse.

Artikkelen fortsetter under

Hvordan mangfold av mikrobiota påvirker helsa vår. (kilde Science)

Immunologisk ubalanse på grunn av endret mikrobiotasammensetning kan også oppstå når immunsystemet ikke samhandler hensiktsmessig med mikrobiotaen. Man kan se på immunsystemet som et rovdyr. Predatorer påvirker økologiske populasjoner ved å kontrollere overflod og mangfold av arter. På samme måte, i mangel av rovdyr, kan et lite antall dominerende populasjonsmedlemmer utvikle og vokse ukontrollert og utrydde konkurrerende arter. Dette viser hvordan immunologiske defekter fører til reduksjoner i mikrobiotas mangfold og funksjon.

Immunsystemet kan potensielt påvirke mikrobiotaen via flere mekanismer, inkludert sekresjon av antimikrobielle peptider, lektiner og sekretorisk IgA. Alle disse kan direkte binde seg til mikrober og potensielt påvirke mikrobielt mangfold og funksjon. For eksempel fører eliminering eller endring av IgA-responsen til reduksjoner i det totale mikrobiota-mangfoldet og fremveksten av bestemte medlemmer av mikrobiotaen som vanligvis er målrettet av IgA.

IgA kan påvirke mikrobielle populasjoner gjennom nedregulering av invasive proteiner som flagellin og toksin-nøytralisering.

Artikkelen i Science viser at immunforsvaret kan fremme mangfold av mikrobiota ved å begrense de rikeste medlemmene av en gitt nisje, og dermed gi plass til at andre mikrober trives trives. Fordi mange av funksjonene til IgA resulterer i eliminering av mikrober, kan IgA-binding til de mest omfattende gruppene av populasjoner resultere i massedrap av de raskest voksende artene, som tilsier at rovdyrene raskt vil redusere gruppene av de raskest voksende artene. Til støtte for denne modellen er det en sterk sammenheng mellom overflod av mikrobiota ved slimhinnen og IgA-binding.

Artikkelen fortsetter under

Artikkel i Nature viser hvordan aluminium gir betennels …

Nylige rapporter har imidlertid vist at IgA ikke alltid er rettet mot de mest i antall rikelige artene, men kanskje selektivt binder til organismer som er immunologisk relevante. Immunologisk relevante arter kan inkludere de som skaper problemer i tarm-barrieren (som for eksempel inflammatoriske arter) eller de som er fordelaktige (for eksempel immunoregulerende arter). Denne teorien gir muligheten for at IgA også kan fungere for å selektivt promotere «gunstige» bakterier innenfor deres nisje, for eksempel ved å hindre at langsomt voksende bakterier blir borte. I overensstemmelse med denne hypotesen kan IgG selektivt «holde» visse arter i slimhinnen.

Immunologisk triggende arter med varierte og noen ganger motstridende funksjoner har blitt identifisert hos både mus og mennesker. Mange studier viser nå at immunologisk viktige bakterielle arter ofte okkuperer spesialiserte nisjer i tarmen som andre kommensale  arter ikke er i stand til å kolonisere – for eksempel det indre slimlaget i tyktarmen, epithelialoverflaten ved det som kalles kolonkrypten. For eksempel har bakterier som forverrer utviklingen av kolitt vist seg å okkupere det indre slimlaget i tykktarmen, som i stor grad er uten bakterier hos friske.

Men studier har vist at bestemte bakterier som antas å være ansvarlige for utviklingen av inflammatorisk dysbiose kan koloniserer kolonkrypten. Mange ikke-inflammatoriske eller immunoregulerende arter er også funnet på disse stedene. For eksempel har B. fragilis vist seg å okkupere krypter og fremkaller hovedsakelig immunoregulatoriske responser snarere enn inflammatoriske responser på grunn av produksjonen av spesifikke symbiosefremkallende faktorer.

Artikkelen fortsetter under

Ny gjennombruddsartikkel i Science om lekk tarm og auto …

Mage-tarmkanalen er et komplekst økosystem som omfatter et stort antall mikrohabitater. Endringer i tynntarm og tykktarm inkluderer forskjeller i oksygenkonsentrasjon, pH, slim og næringsstofftilgjengelighet, for å nevne noen få. Mange bosatte mikrober har utviklet seg til å okkupere høyt spesialiserte nisjer innen dette komplekse økosystemet. For eksempel har flere kommensale organismer utviklet seg til å feste til og nedbryte slim, noe som muliggjør kolonisering av slimlaget. Videre har B. fragilis utviklet spesifikke kommensale koloniseringsfaktorer som gjør det mulig å leve dypt inne i kolonkrypter og ekskludere andre bakteriestammer, inkludert andre stammer av B. fragilis.

Det er dermed sannsynlig at andre medlemmer av mikrobiotaen har utviklet seg for å okkupere svært definerte nisjer i hele menneskekroppen.

Ved å okkupere en bestemt nisje, forhindrer artene kolonisering av nisjen av andre arter eller stammer. I organismer med et optimalt mangfoldig mikrobielt populasjon, er hver nisje derfor okkupert av en «ideell» mikrobe som er tilpasset nisjen. Derimot kan personer med lavt mikrobielt mangfold mangle spesifikke bakterier som normalt opptar bestemte nisjer, som da ville la disse stedene være åpne for kolonisering av nabobakterier som ikke naturlig koloniserer den nisjen. Dette kan føre til induksjon av avvigende immunrespons på grunn av ujevnt nisjebelegning eller oppvekst av arter som vanligvis er begrenset til en mindre nisje. Et ekstremt eksempel på dette andre fenomenet er illustrert av Clostridium difficile, som eksisterer i små mengder (i en begrenset nisje) hos mange friske personer, men kan forårsake alvorlig kolitt hos individer hvis den mikrobielle populasjonen har blitt forstyrret av antibiotika.

Mikrobiota og nervesystemet

Mikrobielt mangfold i tarmkanalen henger sterkt sammen med helsa. To spesielt aktive nye forskningsområder er mikrobiota-nervesystem-interaksjoner og belysning av den intrikate organisasjonen av tarmmikrobielle samfunn. Nylige studier har avslørt en tett toveis interaksjon mellom mikrobiota og nervesystemet, med immunsystemet som en viktig mellommann. Denne interaksjonen kan observeres lokalt i tarmen, men synes også å påvirke flere distale steder i nervesystemet, inkludert sentralnervesystemet. For eksempel påvirker mikrobioten immunsystemet i hjernen og nervesystemet, som modningen av mikroglia, blod-hjernebarrierepermeabilitet, myelinering av nevroner, serotoninproduksjon og adferd.

Artikkelen i Science avslutter med at slike studier er et viktig skritt mot utviklingen av mikrobiota-baserte terapeutiske metoder for et bredt spekter av immun-medierte sykdommer. Du kan lese artikkelen i Science her.

Lurer du på hva vi kan hjelpe deg med? BLI KONTAKTET FOR GRATIS VEILEDNINGSSAMTALE. Vi har et bredt tilbud og et erfarent team med leger og terapeuter.  

Artikkelen fortsetter under

Om Funksjonellmedisinsk Institutt

Funksjonellmedisinsk Institutt skiller seg fra mange deler av det ordinære helsevesenet ved at vi integrerer ny kunnskap og forskning raskt, slik at våre kunder til enhver tid får tilgang til den oppdaterte kunnskapen som vi mener vi trygt kan integrere. Vi har også fokus på underliggende årsaker og praktiserer persontilpasset medisin . Les mer om oss og tilbudet vårt her. Alle våre leger har lang erfaring fra allmennpraksis eller sykehus, og har tatt videreutdanning i Funksjonellmedisin i USA. Les mer om Funksjonellmedisin her

Flere at de mest prestisjefylte sykehusene i verden, som de to som er ranket som nummer en og to i USA, Mayo klinikken og Cleveland klinikken og nå også Johns Hopkins utvikler egne sentre for Funksjonell medisin og persontilpasset medisin – og opplever en enorm etterspørsel fra mennesker over hele verden. Vi står nå foran et paradigmeskift i moderne helsetjenester, mener European Science Foundation (ESF), og Norske Helsedirektoratet. Fra «one-size-fits-all» til Persontilpasset medisin. Les mer om fremtidens helsevesen her.

Se kundehistorier fra Funksjonellmedisinsk Institutt her

Funksjonellmedisinsk Institutt integrerer ny kunnskap raskt og vi videreformidler det vi synes er interessant ny kunnskap. Men minner for ordensskyld om at vi ikke nødvendigvis anbefaler all ny forskning og kunnskap som blir publisert.