Stratul de mucus intestinal protejează corpul de propria sa microbiotă intestinală și au fost observate defecte de mucus mediate de microbiotă după consumul unei diete cu conținut scăzut de fibre. Cu toate acestea, arătăm aici că șoarecii obezi morbid au un strat de mucus defectuos chiar și după ce au consumat o dietă bogată în fibre și chiar că defectul de mucus este acum cauzat de microbiota intestinală.

Intestinul mamiferelor găzduiește un număr imens de microorganisme, denumit microbiota intestinală. Această comunitate pașnică ajută la digerarea carbohidraților complecși, cum ar fi fibrele dietetice, și oferă organismului substanțe nutritive importante și alte molecule. În același timp, însă, această comunitate bacteriană poate deveni un pericol pentru organism atunci când nu este conținută în siguranță în intestin. Astfel, pentru a separa comunitatea bacteriană intestinală de corp, suprafața intestinală este acoperită cu un strat de mucus, care acționează ca o barieră fizică care menține bacteriile intestinale la o distanță bună de peretele intestinal.

defectele

Figura: Șoarecii slabi au un strat de mucus intestinal sănătos, care nu este penetrabil pentru bacterii sau mărgele de dimensiuni bacteriene (imaginea din stânga). Șoarecii obezi genetic care hrănesc în exces în aceeași dietă, datorită lipsei hormonului de sațietate leptina, au un strat de mucus penetrabil, permițând bacteriilor și mărgelelor să se apropie de epiteliul intestinal, ceea ce crește riscul de infecție (dreapta).

Stratul de mucus intestinal a fost mult timp considerat a fi un simplu lubrifiant pentru a facilita trecerea materialului fecal prin canalul intestinal. Abia în ultimii ani s-a înțeles că structura și funcția stratului de mucus sunt dependente de prezența bactriei intestinale, dintre care unele bacterii sunt mai importante decât altele.

Cercetările anterioare au descoperit defecte ale stratului de mucus la șoareci cărora li s-a administrat o dietă care nu avea fibre dietetice, așa-numita dietă „în stil occidental”. În aceste condiții, se crede că microbiota intestinală începe să mestece abundenții carbohidrați care sunt prezenți în scutul de mucus. Studiul lui Schröder și colab., Cu toate acestea, arată că defectele de mucus pot apărea chiar și sub o dietă bogată în fibre. Prin utilizarea unui sistem unic de măsurare, au descoperit că șoarecii obezi genetic, care consumă în exces această dietă bogată în fibre, au un strat de mucus colonic defect, cu penetrabilitate crescută a mucusului și o „rată de creștere a mucusului” puternic redusă. Mai mult, datele lor sugerează că comunitatea microbiotică intestinală a șoarecilor obezi poate provoca aceste defecte ale mucusului colonic, chiar și în prezența fibrelor alimentare. Cu toate acestea, nu se știe până acum dacă microbiota intestinală poate avea efecte similare și la oamenii obezi.

Bursa HFSP mi-a permis să-mi schimb atenția de cercetare de la activitatea biochimică asupra peptidelor antimicrobiene pentru a lucra asupra microbiotei intestinale, metabolismului și mucusului. În acel moment era o abordare riscantă, deoarece aproape nimic nu se știa despre această interacțiune complexă în intestin. Cu toate acestea, acum această interacțiune este bine apreciată, iar Bursa HFSP a pus bazele pentru a-mi dezvolta propria cercetare independentă la Laboratorul pentru Medicina Infecției Moleculare Suedia (MIMS) din Umeå, unde voi combina cercetarea asupra peptidelor și mucusului antimicrobian și interacțiunea acestora cu microbiota bună.