Na powyższym obrazku widać maleńki trójwymiarowy model jelit utworzony z komórek przeciwzapalnych znanych jako komórki Panetha (zielone i czerwone) oraz innych komórek jelitowych (niebieskie). Naukowcy z Washington University School of Medicine w St. Louis i Cleveland Clinic wykorzystali takie modele, zwane organoidami, aby zrozumieć, dlaczego dieta w stylu zachodnim bogata w tłuszcz i cukier uszkadza komórki Panetha i zaburza układ odpornościowy jelit. Źródło:Ta-Chiang Liu
Dieta bogata w cukier, tłuszcz uszkadza komórki odpornościowe w przewodzie pokarmowym myszy.
Według badań przeprowadzonych przez naukowców z Washington University School of Medicine w St. Louis i Cleveland Clinic, spożywanie zachodniej diety osłabia układ odpornościowy w jelitach w sposób, który może zwiększać ryzyko infekcji i chorób zapalnych jelit.
Badanie na myszach i ludziach wykazało, że dieta bogata w cukier i tłuszcz powoduje uszkodzenie komórek Panetha, komórek odpornościowych w jelitach, które pomagają kontrolować stan zapalny. Kiedy komórki Panetha nie działają prawidłowo, układ odpornościowy jelit jest nadmiernie podatny na stany zapalne, co naraża ludzi na ryzyko zapalnej choroby jelit i podważa skuteczną kontrolę nad drobnoustrojami chorobotwórczymi. Wyniki opublikowane dzisiaj (18 maja 2021 r.) w Cell Host &Microbe , otwórz nowe podejścia do regulacji odporności jelitowej poprzez przywrócenie normalnej funkcji komórek Panetha.
„Nieswoiste zapalenie jelit było historycznie problemem głównie w krajach zachodnich, takich jak Stany Zjednoczone, ale staje się coraz bardziej powszechne na całym świecie, ponieważ coraz więcej osób przyjmuje zachodni styl życia” – powiedział główny autor, dr n. med. Ta-Chiang Liu, profesor nadzwyczajny patologii i immunologii na Uniwersytecie Waszyngtońskim. „Nasze badania wykazały, że długotrwałe spożywanie diety w stylu zachodnim, bogatej w tłuszcze i cukier, upośledza funkcję komórek odpornościowych w jelitach w sposób, który może sprzyjać zapaleniu jelit lub zwiększać ryzyko infekcji jelitowych”.
Upośledzenie komórek Panetha jest kluczową cechą nieswoistego zapalenia jelit. Na przykład osoby z chorobą Leśniowskiego-Crohna, rodzajem choroby zapalnej jelit charakteryzującej się bólem brzucha, biegunką, anemią i zmęczeniem, często mają komórki Panetha, które przestały działać.
Liu i starszy autor Thaddeus Stappenbeck, dr n. med., przewodniczący Departamentu Zapaleń i Odporności w Cleveland Clinic, postanowili znaleźć przyczynę dysfunkcji komórek Panetha u ludzi. Przeanalizowali bazę danych zawierającą dane demograficzne i kliniczne 400 osób, w tym ocenę komórek Paneth każdej osoby. Naukowcy odkryli, że wysoki wskaźnik masy ciała (BMI) był powiązany z komórkami Panetha, które pod mikroskopem wyglądały nienormalnie i niezdrowo. Im wyższy BMI danej osoby, tym gorzej wyglądały jej komórki Panetha. Stowarzyszenie skierowane do zdrowych dorosłych i osób z chorobą Leśniowskiego-Crohna.
Aby lepiej zrozumieć to powiązanie, naukowcy zbadali dwa szczepy myszy genetycznie predysponowanych do otyłości. Takie myszy chronicznie się przejadają, ponieważ noszą mutacje, które uniemożliwiają im uczucie sytości nawet przy regularnej diecie. Ku zaskoczeniu naukowców, otyłe myszy miały komórki Panetha, które wyglądały normalnie.
U ludzi otyłość jest często wynikiem diety bogatej w tłuszcz i cukier. Tak więc naukowcy karmili normalne myszy dietą, w której 40% kalorii pochodziło z tłuszczu lub cukru, podobnej do typowej diety zachodniej. Po dwóch miesiącach stosowania tej karmy myszy stały się otyłe, a ich komórki Panetha wyglądały zdecydowanie nienormalnie.
„Otyłość sama w sobie nie stanowiła problemu” – powiedział Liu. „Zjedzenie zbyt dużej ilości zdrowej diety nie wpłynęło na komórki Panetha. Problemem była dieta wysokotłuszczowa i bogata w cukier”.
Komórki Panetha wróciły do normy, gdy myszy ponownie poddano zdrowej mysiej diecie przez cztery tygodnie. Liu powiedział, że ludzie, którzy nałogowo jedzą zachodnią dietę, mogą poprawić odporność jelit poprzez zmianę diety, dopiero się okaże.
„To był eksperyment krótkoterminowy, zaledwie osiem tygodni” – powiedział Liu. „U ludzi otyłość nie pojawia się z dnia na dzień ani nawet w ciągu ośmiu tygodni. Ludzie prowadzą nieoptymalny styl życia przez 20, 30 lat, zanim staną się otyli. Możliwe, że jeśli tak długo stosujesz zachodnią dietę, przekroczysz punkt, z którego nie ma powrotu, a twoje komórki Panetha nie zregenerują się, nawet jeśli zmienisz dietę. Musielibyśmy przeprowadzić więcej badań, zanim będziemy mogli stwierdzić, czy proces ten jest odwracalny u ludzi”.
Dalsze eksperymenty wykazały, że cząsteczka znana jako kwas deoksycholowy, drugorzędowy kwas żółciowy powstający jako produkt uboczny metabolizmu bakterii jelitowych, stanowi łącznik między dietą zachodnią a dysfunkcją komórek Panetha. Kwas żółciowy zwiększa aktywność dwóch cząsteczek odpornościowych — receptora farnezoidowego X i interferonu typu 1 — które hamują funkcję komórek Panetha.
Liu i współpracownicy badają teraz, czy tłuszcz lub cukier odgrywają główną rolę w osłabianiu komórek Panetha. Zaczęli również badać sposoby przywrócenia normalnej funkcji komórek Panetha i poprawy odporności jelitowej poprzez celowanie w kwas żółciowy lub dwie cząsteczki odpornościowe.
Odniesienie:„Zachodnia dieta wywołuje defekty komórek Panetha poprzez zmiany mikrobiomu i receptor farnezoidowy X oraz aktywację interferonu typu I” autorstwa Ta-Chiang Liu, Justina T. Kerna, Umang Jain, Naomi M. Sonnek, Shanshan Xiong, Katherine F. Simpson, Kelli L. VanDussen, Emma S. Winkler, Talin Haritunians, Atika Malique, Qiuhe Lu, Yo Sasaki, Chad Storer, Michael S. Diamond, Richard D. Head, Dermot P.B. McGovern i Thaddeus S. Stappenbeck, 18 maja 2021 r., Cell Host &Microbe .
DOI:10.1016/j.chom.2021.04.004
Finansowanie:National Institutes of Health, Helmsley Charitable Trust, Washington University's Genome Technology Access Center, Washington University's Digestive Disease Research Core Center
