Вырабатываемые в кишечнике молекулы сахара уменьшили висцеральный жир у мышей

Фото из открытых источников

Согласно статье, опубликованной в журнале Cell Host & Microbe, бактерия Clostridium immunis, обитающая в кишечнике человека, выделяет крупную молекулу сахара, которая может уменьшать висцеральный жир и сдерживать увеличение веса у мышей.

«Глобальная эпидемия ожирения продолжает усугубляться: по оценкам, к 2035 году более половины населения мира будет иметь избыточный вес или страдать ожирением», — заявили Нирадж Сурана из Медицинской школы Университета Дьюка и его коллеги. «По оценкам, это увеличение распространенности ожирения приведет к резкому росту кардиометаболических заболеваний, таких как ишемическая болезнь сердца, диабет 2 типа и инсульт».

У людей с ожирением и людей с нормальным весом наблюдаются существенные различия в составе и функциональном потенциале микробиома кишечника, однако в исследованиях на людях было сложно установить причинно-следственную связь между микробиомом и ожирением.

«В ранее опубликованной работе мы идентифицировали Clostridium immunis, комменсальную бактерию человека, которая защищает мышей от колита», — заявили они. «Чтобы лучше понять, как Clostridium immunis защищает от колита, мы сравнили транскрипционный профиль толстой кишки гнотобиотических мышей, в микробиоте которых содержалась мышиная микробиота, обработанная Clostridium immunis, и мышей, в микробиоте которых не содержалась Clostridium immunis».

В ходе исследования мыши, получившие однократную пероральную дозу Clostridium immunis, потеряли массу тела, у них снизился уровень триглицеридов в крови, и в течение недели наблюдалось уменьшение висцерального жира примерно на одну треть, при этом подкожный жир остался неизменным.

Эта бактерия также замедлила увеличение веса у мышей, получавших высокожировую диету в течение 12 недель, и улучшила их толерантность к глюкозе.

Исследователи связали этот эффект с крупной молекулой сахара, или экзополисахаридом, выделяемым бактериями.

Важно отметить, что сахар действовал только при наличии химической метки, называемой фосфохолином — модификации, чаще встречающейся у бактерий, вызывающих респираторные инфекции, где она помогает патогенам избегать иммунной системы.

Когда ученые создали мутантный штамм Clostridium immunis, лишенный генов, необходимых для присоединения фосфохолина, экзополисахарид утратил свою способность бороться с жирами.

И наоборот, когда те же самые гены были внедрены в близкородственный, неактивный вид, Clostridium symbiosum , он приобрел способность снижать вес и содержание жира.

По данным исследовательской группы, эта молекула снижает уровень сигнального белка IL-22, вырабатываемого иммунными клетками, известными как врожденные лимфоидные клетки группы 3.

Снижение уровня IL-22, по-видимому, стимулирует жировую ткань к привлечению клеток, вырабатывающих тепло и содержащих белок UCP1, что увеличивает расход энергии организмом, особенно в висцеральном жире.

Чтобы проверить, насколько полученные результаты могут быть актуальны для людей, авторы проанализировали генетические данные тысяч образцов человеческого стула, собранных в ходе предыдущих исследований.

Они обнаружили, что гены, необходимые для образования фосфохолиновой метки, встречаются реже в кишечном микробиоме людей с ожирением или высоким уровнем триглицеридов по сравнению с теми, у кого более здоровый метаболический профиль.

Исследователи предупреждают, что остаются важные вопросы, в том числе, сохраняется ли действие соединения после его выведения из организма и играют ли роль в его распознавании другие иммунные клетки, помимо тех, которые были идентифицированы.

«В совокупности наша работа объединяет биохимические и генетические подходы для характеристики экзополисахарида, содержащего фосфохолин и полученного из комменсальных бактерий, который защищает от ожирения зависимым от ИЛ-22 образом», — заявили они. «Наши результаты открывают возможность создания продукта, полученного из микробиома, для лечения ожирения и связанных с ним сопутствующих заболеваний».

«В более широком смысле, наша работа подчеркивает, что по мере дальнейшего развития возможностей культивирования и генетической манипуляции комменсальными организмами демонстрация генетической, структурной и механистической основы влияния микробиома на физиологию хозяина станет все более распространенной, как это уже стало обязательным в изучении микробного патогенеза», - резюмировали авторы исследования.