Vastasyntyneiden suoliston mikrobiperäiset molekyylit voivat vaikuttaa tyypin 1 diabeteksen riskiin

Tutkimuksessa analysoitiin yli 300 ulostenäytettä 3–36 kuukauden ikäisiltä lapsilta. Kaikilla lapsilla oli geneettinen alttius tyypin 1 diabetekselle, ja osalle heistä kehittyi saarekesoluauto­vasta-aineita, jotka ovat varhaisimpia sairauden merkkejä. Tutkijat keskittyivät yli sataan mikrobien muokkaamaan sappihappoon. Ne ovat uusi yhdisteluokka, jonka merkitystä on alettu vasta nyt ymmärtämään

Sappihapot muodostuvat maksassa kolesterolista ja vapautuvat suolistoon jokaisen aterian jälkeen auttamaan rasvojen pilkkomista. Lisäksi niillä on tärkeä rooli sokeri- ja rasva-aineenvaihdunnan kontrolloinnissa. Vasta viime vuosina on opittu, että suoliston bakteerit voivat muokata näitä sappihappoja yhdistämällä niihin erilaisia aminohappoja ja muita molekyylejä, muodostaen  suuria määriä uusia sappihappoja. Näitä mikrobien muokkaamia yhdisteitä ei ole aiemmin tunnistettu, vaan ne on löydetty vasta viime vuosina.

Tämä on ensimmäinen tutkimus, joka osoittaa, miten suolistomikrobien tuottamat sappihapot kehittyvät elämän ensimmäisinä vuosina, kertoo tutkimuksen johtaja, professori Matej Orešič, joka työskentelee Örebron ja Turun yliopistoissa. Tulokset osoittivat, että lasten kasvaessa maksassa muodostuvien alkuperäisten sappihappoyhdisteiden määrä vähenee, kun taas suolistomikrobien tuottamia muuntuneita sappihappoja kertyy tasaisesti lisää.

Suoliston kemiallinen profiili on yhteydessä diabetesriskin merkkiaineisiin

Useiden sappihappojen tasot erosivat merkittävästi auto­vasta-aineita kehittäneiden lasten ja niiden välillä, joille niitä ei kehittynyt. Auto­vasta-aineita saaneilla vauvoilla havaittiin muuttuneita tasoja erityisesti tietyissä mikrobiston tuottamissa sappihapoissa. Tulokset viittaavat  epätasapainoon siinä, miten suolistomikrobit tuottavat näitä yhdisteitä.

Tutkijat tunnistivat myös tiettyjä bakteerilajeja, joiden runsaus liittyi vahvasti sappihappoprofiileihin. Tämä sopii yhteen aiemman ja kasvavan näytön kanssa siitä, että sappihapot ovat keskeisiä suolistomikrobiston ja immuunijärjestelmän kypsymiselle varhaisessa lapsuudessa, sanoo akatemiatutkija ja dosentti Santosh Lamichhane Turun yliopistosta.

Kohti diabeteksen ehkäisystrategioita

Tyypin 1 diabetes on immuunivälitteinen sairaus, mikä sai tutkijat selvittämään myös, voivatko uudet sappihapot vaikuttaa ihmisen immuunisoluihin. Laboratoriokokeissa useiden mikrobien muokkaamien sappihappojen havaittiin säätelevän monosyyt­tien tulehdusviestintää vasteena bakteeriperäiselle lipopolysakkaridille. Osa sappihapoista vaimensi tulehdusta, osa voimisti sitä.

Lisäksi osoitettiin, että nämä sappihapot voivat suoraan vaikuttaa tulehdusta ja immunivastetta säätelevien Th17-solujen ja T-säätelysolujen (Treg) erilaistumiseen.

Havainnot paljastavat uuden ja aiemmin tunnistamattoman mikrobiston ja immuunijärjestelmän välisen viestinnän tason ratkaisevassa kehitysvaiheessa, jossa immuunipuolustus vasta ”oppii toimintaansa”.

–Työmme valottaa, miten hiljattain löydetyt mikrobien muokkaamat sappihapot voivat muokata immuunijärjestelmän kehitystä imeväisiässä, Orešič kertoo.

– Nämä molekyylit muuttuvat iän myötä ja liittyvät tiiviisti tiettyihin suolistomikrobeihin ja ne myös säätelevät suoraan immuunivasteita. Tämä saattaa selittää, miksi häiriöt varhaisessa mikrobitasapainossa liittyvät kohonneeseen autoimmuunisairauksien, kuten tyypin 1 diabeteksen, riskiin.

Orešičin mukaan saadut tulokset viittaavat siihen, että mikrobien muodostamien sappihappojen profiileja voitaisiin tulevaisuudessa hyödyntää esimerkiksi suurentuneen diabetesriskin varhaisessa tunnistamisessa tai jopa uusien ehkäisevien hoitojen kehittämisessä. Tuore tutkimus on osa INITIALISE-hanketta (Inflammation in human early life; targeting impacts on life-course health), jota Orešič koordinoi. Hanketta ovat rahoittaneet Euroopan Unionin Horisontti Eurooppa-ohjelma ja Suomen Akatemia. Tutkimus julkaistiin arvostetussa Nature Communications -lehdessä.