Varhaislapsuuden suolistomikrobit muokkaavat ihmisen immuunipuolustusta

Professori Mikael Knipin johtama Helsingin yliopiston tutkimusryhmä on yhteistyössä Broad-instituutin professori Ramnik Xavierin johtaman tutkimusryhmän ja Aalto-yliopiston Harri Lähdesmäen tutkimusryhmän kanssa havainnut, että jos lapsen suolistomikrobisto varhaisten ikävuosien aikana koostuu lajeista, joilla on heikko immunologinen vaikutus, hänen immuunipuolustusjärjestelmänsä ei kehity normaalisti.

– On tiedetty jo pitkään, että maatilan lapsilla on vähemmän allergioita kuin lapsilla keskimäärin. Varhainen altistuminen tietyille mikro-organismeille näyttää hyödyttävän immuunijärjestelmää ja parantavan selviytymistä allergioita ja autoimmuunisairauksia vastaan, kertoo tohtorikoulutettava Tommi Vatanen Aalto-yliopiston tietotekniikan laitokselta ja Broad-instituutista Cambridgesta.

Havainto tehtiin Helsingin yliopiston DIABIMMUNE-tutkimuksessa, jossa tarkasteltiin immuunivälitteisten sairauksien kehittymistä Suomessa, Venäjän Karjalassa ja Virossa. Nämä kolme maantieteellisesti ja osin myös geneettisesti toisiaan muistuttavaa maata poikkeavat toisistaan elintason ja immuunivälitteisten sairauksien ilmaantuvuuden suhteen. Venäjällä esimerkiksi tyypin 1 diabetes ja eräät muut immuunivälitteiset sairaudet ovat noin kuusi kertaa harvinaisempia kuin Suomessa. Hygieniahypoteesin mukaan immuunivälitteisten sairauksien yleistyminen länsimaissa johtuu varhaisten mikrobikontaktien niukkuudesta, minkä seurauksena immuniteetti kehittyy poikkeavalla tavalla.

Viimeaikaisten havaintojen perusteella vaikuttaa siltä, että suolen mikrobisto saattaa olla keskeinen tekijä alttiudessa sairastua autoimmuunisairauksiin ja allergioihin.

DIABIMMUNE-tutkimuksen syntymäkohortin lapsia (n=222) seurattiin syntymästä kolmen vuoden ikään asti, ja heiltä kerättiin kuukausittain ulostenäytteet suolistomikrobiston analysointia varten. Tutkimuksessa havaittiin, että suomalaisten ja virolaisten lasten suolistomikrobien lipopolysakkaridit olivat peräisin lähinnä Bacteroides-lajeilta, kun taas Venäjän Karjalan lapsilla yleisintä oli Escherichia Coli-bakteerilta (E. Coli) peräisin olevat lipopolysakkaridit. Bacteroides-lajeilta peräisin olevien lipopolysakkareiden synnynnäistä immuniteettia muokkaavat vaikutukset olivat heikompia kuin E. Coli -bakteerilta peräisin olevien.

Suomalaisten ja virolaisten lasten suolistomikrobit tuottivat lipopolysakkarideja venäläislasten mikrobeja aktiivisemmin, mikä johti immunologisesti heikkovaikutteisempien Bacteroides-peräisten lipopolysakkareiden suhteelliseen runsauteen. Eläinkokeissa E. Colin tuottamat lipopolysakkaridit

suojasivat diabetesriskissä olevia hiiriä sairastumiselta, toisin kuin Bacteroides-lajeilta peräisin olevat.

– DIABIMMUNE-tutkimuksessa tehdyt havainnot antavat uutta tietoa mekanismeista, joilla suolen mikrobisto voi altistaa tai suojata immuunivälitteisiltä sairauksilta. Mikäli havaittujen suolistomikrobiston muutosten yhteys immuunivälitteisten sairauksien syntyyn voidaan vahvistaa tulevissa tutkimuksissa, on mahdollista, että löydämme uusia käyttökelpoisia keinoja ehkäistä immuunivälitteisten sairauksien puhkeamista sairastumisriskissä olevilla henkilöillä, professori Mikael Knip sanoo.

Tutkimukseen osallistui Helsingin yliopiston ja Broad-instituutin tutkijoiden lisäksi tutkijoita HUS:sta, Aalto-yliopistosta, Turun yliopistosta, Terveyden ja hyvinvoinnin laitokselta, Tarton yliopistosta, Petrozavodskin yliopistosta, Karjalan tasavallan Sosiaali- ja terveysministeriöstä sekä Novartiksen tutkimuskeskuksesta. Tutkimusta ovat ensisijaisesti rahoittaneet EU (7. puiteohjelma), Suomen Akatemia ja Juvenile Diabetes Research Foundation. Tutkimuksen tulokset on julkaistu kansainvälisesti arvostetusta Cell-julkaisusarjassa.

Lisätietoja:

Professori Mikael Knip
Puh: 050 4487722
Sähköposti: mikael.knip@helsinki.fi

Tohtorikoulutettava Tommi Vatanen
Puh. +1-857-498-4141
Sähköposti: tommi.vatanen@aalto.fi

Viite: Vatanen T, …, Siljander H, …, Hämäläinen AM, …, Ilonen J, Virtanen SM, …, Lähdesmäki H, …, Knip M, and Xavier RJ. Variation in microbiome LPS immunogenicity contributes to autoimmunity in humans. Cell 2016; 165: 28 April, 2016 (online).


**********************
Ystävällisin terveisin

Päivi Lehtinen, tiedottaja, Helsingin yliopisto / Academic Medical Center Helsinki (AMCH)
paivi.m.lehtinen@helsinki.fi, 050 406 2043