Hoe een eiwit werkt met darmbacteriën om overgewicht te voorkomen
Obesitas is gekoppeld aan hogere ontstekingsniveaus in het lichaam, maar de onderliggende mechanismen zijn onduidelijk gebleven. Onlangs heeft een team van onderzoekers echter geleerd hoe een ontstekingsremmend eiwit de gewichtstoename beïnvloedt.
Een studieartikel dat onlangs in het tijdschrift is gepubliceerd Cell Host & Microbe zegt dat NLRP12, een ontstekingsremmend eiwit, beschermt tegen obesitas en insulineresistentie bij muizen.
Het onderzoek werd uitgevoerd door onderzoekers van de Universiteit van North Carolina in Chapel Hill, samen met collega's van andere onderzoeksinstellingen over de hele wereld.
In hun paper melden de onderzoekers ook dat de NLRP12 -gen - dat codeert voor het ontstekingsremmende eiwit met dezelfde naam - lijkt onderactief te zijn bij mensen met obesitas.
Ook, NLRP12 activiteit bevordert de groei van bepaalde stammen van "goede" darmbacteriën, die een extra beschermend effect hebben tegen zwaarlijvigheid en insulineresistentie.
"Obesitas wordt beïnvloed door ontstekingen, niet alleen door te veel eten en gebrek aan lichaamsbeweging, en deze studie suggereert dat het verminderen van ontstekingen‘ goede ’bacteriën bevordert die kunnen helpen om een gezond gewicht te behouden,” legt senior studie auteur Jenny P-Y Ting uit.
Genactiviteit beïnvloedt ontstekingen
In de nieuwe studie wilden de wetenschappers vaststellen hoe de NLRP12 gen zou de kans op het ontwikkelen van zwaarlijvigheid beïnvloeden.
Om dit te doen, werkten ze met muizen die ze genetisch hadden gemanipuleerd om dat gen niet tot expressie te brengen (knock-outmuizen). Ting en team gaven zowel de knock-outmuizen als de gewone muizen een aantal maanden een vetrijk dieet.
Hoewel de muizen in beide groepen hetzelfde dieet volgden, stapelden de knock-outmuizen gemakkelijker meer vet op en begonnen ze tekenen van insulineresistentie te vertonen, die allemaal wijzen op de ontwikkeling van obesitas.
Ook de muizen zonder de NLRP12 gen vertoonden meer ontsteking, zowel in de darmen als in delen van hun lichaam waar ze vet afzetten.
Om echter te begrijpen hoe de ontsteking verband hield met gewichtstoename, namen de onderzoekers een extra stap; ze verplaatsten enkele van de knock-outmuizen naar een andere faciliteit en - om de verspreiding van ziekteverwekkers te voorkomen - gaven ze de muizen antibiotica.
"We merkten dat de muizen die met antibiotica werden behandeld, minder in gewicht aankwamen dan de muizen die in de oude faciliteit verbleven", legt co-auteur Agnieszka Truax uit.
"Dat deed ons vermoeden dat darmbacteriën betrokken waren bij het bevorderen van obesitas", vervolgt ze.
Darmbacteriën kunnen een sleutelrol spelen
Ting en team bestudeerden vervolgens knock-outmuizen die in een bacterievrije omgeving waren gehuisvest en merkten op dat ze niet aankwamen.Dit, zo concludeerden ze, was omdat de systemen van de dieren niet werden beïnvloed door bacteriële activiteit.
In dit geval, het feit dat de muizen de NLRP12 gen leek hun gewichtstoename niet te beïnvloeden, wat suggereert dat blootstelling aan bepaalde soorten bacteriën de sleutel kan zijn tot de uiteindelijke ontwikkeling van obesitas.
De onderzoekers merkten ook nog een ander interessant feit op: de knock-outmuizen die een leefruimte deelden met gezonde knaagdieren die de NLRP12 gen zorgde ook niet voor overgewicht.
Dit suggereert dat ze werden blootgesteld aan goede bacteriën van de controlemuizen, die hen beschermden tegen overgewicht.
Dergelijke bevindingen zijn veelzeggend in de context waarin studies hebben aangetoond dat obesitas correleert met een verlies van bacteriële diversiteit in de darmen.
Bij obesitas worden bepaalde bacteriestammen onderdrukt, waardoor andere bacteriën zich kunnen vermenigvuldigen zonder concurrentie.
De gevaren van bacterieel verlies
In de nieuwe studie zagen de onderzoekers dat knock-outmuizen de NLRP12 gen vertoonde een significant verlies van bacteriële diversiteit.
In hun geval ging het vetrijke dieet gepaard met de toename van ontstekingen, mogelijk gemaakt door het ontbreken van NLRP12 resulteerde in hoge niveaus van de bacteriefamilie ErysipelotrichaceaeDeze bacteriën, zo ontdekten de onderzoekers ook, verergeren de schade die wordt aangericht door een vetrijk dieet.
Tegelijkertijd verloren de knock-outmuizen een aantal Lachnospiraceae, een soort goede darmbacteriën die ontstekingen helpen tegengaan en daarmee concurreert Erysipelotrichaceae, om hun verspreiding te beteugelen.
Lachnospiraceae, leggen de onderzoekers uit, blijken ook een beschermend effect te hebben tegen insulineresistentie en obesitas bij muizen.
“Alle inflammatoire en metabolische veranderingen die we hadden gezien in de NLRP12-knock-out muizen tijdens een vetrijk dieet werden in wezen omgekeerd toen we weer bevoorraden Lachnospiraceae, ”Legt Truax uit.
De resultaten kunnen leiden tot betere manieren om obesitas aan te pakken, voegen de wetenschappers toe; Lachnospiraceae produceren vetzuren met een korte keten, een soort molecuul dat een belangrijke rol speelt in metabolische processen. Twee hiervan zijn butyraat en propionaat, die ook belangrijke ontstekingsremmende eigenschappen hebben.
Toen de onderzoekers probeerden butyraat en propionaat toe te dienen aan knock-outmuizen, merkten ze dat deze aanpak het effect van het gebrek aan NLRP12.
Opkomende therapeutische mogelijkheden
Deze resultaten zijn bijzonder bemoedigend; butyraat en propionaat zijn al gemakkelijk verkrijgbaar als supplementen.
Bovendien hebben de wetenschappers goede redenen om aan te nemen dat dezelfde reacties ook bij mensen zouden plaatsvinden - niet alleen bij muizen.
Dat komt omdat verdere analyses uitgevoerd op monsters van vetcellen verzameld bij mensen met obesitas, aangaven dat hoe hoger de body mass index (BMI) van een persoon, hoe minder actief de NLRP12 gen lijkt te zijn.
“Bij muizen toonden we aan dat NLRP12 ontstekingen in de darmen en in vetweefsel vermindert. Hoewel een direct causaal effect moeilijk aan te tonen is bij mensen, hebben onze medewerkers ons wel geholpen om aan te tonen dat er verminderde expressieniveaus van NLRP12 zijn bij personen die als zwaarlijvig worden beschouwd. "
Jenny P-Y Ting
