Nowe badanie przeprowadzone przez UCSF na myszach pokazuje, że dieta zwiększa poziom związków przeciwzapalnych.
Naukowcy od dawna snuli teorię, że dieta ketonowa może pomóc złagodzić nadaktywność układu odpornościowego, potencjalnie korzystnie wpływając na osoby cierpiące na takie schorzenia, jak stwardnienie rozsiane.
Teraz mają powody wierzyć, że to może być prawda.
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco odkryli, że dieta powoduje, że jelita i znajdujące się w nich drobnoustroje wytwarzają dwa czynniki, które łagodzą objawy stwardnienia rozsianego u myszy.
Jeśli badanie przełoży się na ludzi, wskazuje to na nowy sposób leczenia stwardnienia rozsianego i innych chorób autoimmunologicznych za pomocą suplementów. Dieta ketonowa poważnie ogranicza produkty bogate w węglowodany, takie jak chleb, makaron, owoce i cukier, ale pozwala na nieograniczone spożycie tłuszczu.
Bez węglowodanów, które mogłyby służyć jako paliwo, organizm zamiast tego rozkłada tłuszcz, wytwarzając związki zwane ciałami ketonowymi. Ciała ketonowe dostarczają komórkom energii do spalania, a także mogą zmieniać układ odpornościowy. Pracując na mysim modelu stwardnienia rozsianego, naukowcy odkryli, że myszy, które wytwarzały więcej określonego ciała ketonowego, zwanego β-hydroksymaślanem (βHB), miały mniej poważny przebieg choroby.
Rola bakterii jelitowych w regulacji odporności
Dodatkowy βHB również pobudził bakterie jelitowe Lactobacillus murinus do produkcji metabolitu zwanego indolomlekowym kwas (ILA). Zablokowało to aktywację pomocniczych komórek odpornościowych T 17, które biorą udział w stwardnieniu rozsianym i innych chorobach autoimmunologicznych.
„Naprawdę ekscytujące było odkrycie, że możemy chronić te myszy przed chorobami zapalnymi, po prostu stosując dietę uzupełnioną tymi związkami” – powiedział dr Peter Turnbaugh z Benioff Center for Microbiome Medicine.
Wcześniej Turnbaugh wykazał, że βHB wydzielany w jelitach przeciwdziała aktywacji układu odpornościowego. To skłoniło doktorantkę Margaret Alexander, która wówczas pracowała w jego laboratorium, do sprawdzenia, czy związek może złagodzić objawy stwardnienia rozsianego u myszy.
W nowym badaniu, które zostało niedawno opublikowane w Raporty komórkowezespół przyjrzał się, jak dieta bogata w ciała ketonowe wpływa na myszy, które nie były w stanie wytwarzać βHB w jelitach, i stwierdził, że ich stan zapalny był poważniejszy.
Kiedy jednak naukowcy uzupełnili dietę βHB, stan myszy poczuł się lepiej.
Identyfikacja kluczowych drobnoustrojów i metabolitów
Aby dowiedzieć się, jak βHB wpływa na mikrobiom jelitowy, zespół wyizolował bakterie z jelit trzech grup myszy karmionych dietą ketonową, dietą wysokotłuszczową lub dietą wysokotłuszczową z dodatkiem βHB.
Następnie zbadali produkty metabolizmu różnych drobnoustrojów każdej grupy w teście immunologicznym i ustalili, że pozytywne skutki diety pochodzą od członka Lactobacillus rodzaj: L. murinus.
Dwie inne techniki, sekwencjonowanie genomu i spektrometria mas, potwierdziły, że znalezione L. murinus wytwarzają kwas indolomlekowy, o którym wiadomo, że wpływa na układ odpornościowy.
Na koniec badacze potraktowali myszy ze stwardnieniem rozsianym ILA lub L. murinus i objawy uległy poprawie.
Turnbaugh przestrzegł, że należy jeszcze przetestować metodę suplementacji u osób z chorobami autoimmunologicznymi.
„Teraz najważniejsze pytanie brzmi, ile z tego przełoży się na rzeczywistych pacjentów” – powiedział. „Ale myślę, że te wyniki dają nadzieję na opracowanie bardziej tolerowanej alternatywy dla pomagania tym ludziom niż proszenie ich o przestrzeganie wymagającej, restrykcyjnej diety”.
Odniesienie: „Zależny od diety metabolit gospodarza kształtuje mikroflorę jelitową w celu ochrony przed autoimmunizacją” autorstwa Margaret Alexander, Vaibhav Upadhyay, Rachel Rock, Lorenzo Ramirez, Kai Trepka, Patrycja Puchalska, Diego Orellana, Qi Yan Ang, Caroline Whitty, Jessie A. Turnbaugh, Yuan Tian, Darren Dumlao, Renuka Nayak, Andrew Patterson, John C. Newman, Peter A. Crawford i Peter J. Turnbaugh, 4 listopada 2024 r., Raporty komórkowe.
DOI: 10.1016/j.celrep.2024.114891
Praca ta została sfinansowana ze środków NIH (granty P30 DK063720, R01DK114034, R01HL122593, R01AR074500, R01AT011117, F32AI14745601, K99AI159227, R00AI159227-03, K08HL165106, AR073930, R01AG067333, R01DK091538, R01AG069781) i Fundacja Badań nad Rakiem Damona Runyona (DRR4216). Turnbaugh jest badaczem Chan Zuckerberg Biohub-San Francisco.
