I de siste årene er mange ulike sykdommer blitt knyttet til ubalanse i samfunnet av bakterier og andre mikroorganismer i tarmen. Dette gjelder også for Alzheimers sykdom.
Det er imidlertid mye vi ikke vet rundt denne sammenhengen. Det er ofte uklart om disse forstyrrelsene er en årsak til Alzheimer, eller omvendt. Eller om det er en kombinasjon av begge.
Forsker Dong-oh Seo fra Washington University School of Medicine og hans kollegaer har nå forsøkt å finne ut mer ved å gjøre eksperimenter med mus.
Brukte Alzheimer-mus
Forskerne brukte en type mus som veldig lett får opphopninger av såkalte TAU-proteiner i hjernen. Slike ansamlingene av TAU-proteiner skader nervecellene og oppstår typisk hos mennesker med Alzheimer.
Musene hadde også ulike varianter av det menneskelige genet APOE. Noen hadde varianten APOE4, som er knyttet til mye høyere risiko for Alzheimer, mens andre hadde den ufarlige varianten APOE3.
På denne måten er disse musene en ganske god modell for Alzheimer, og kan brukes til å forstå hvordan denne sykdommen virker på mikroskopisk nivå.
Seo og kollegaene gjorde flere forsøk for å finne ut mer om koblingen mellom tarm og hjerne.
Mus uten bakterier fikk mye mindre skader
I første forsøk fostret forskerne opp noen av disse musene i sterile omgivelser, slik at dyra ble bakteriefrie. De hadde altså ingen tarmflora. Andre mus vokste opp som vanlig. Alle fikk leve til de var 40 uker, før forskerne undersøkte hvordan det stod til i hjernen til dyra.
Obduksjoner av de små hjernene viste at de bakteriefrie musene hadde mye mindre skader og svinn av hjernemasse enn dyra som hadde vokst opp på vanlig vis.
Dersom forskerne ga de bakteriefrie dyra tarmflora fra andre mus, ble den beskyttende effekten imidlertid borte.
Dette viser altså at bakteriefloraen i seg selv har en innvirkning på utviklingen av Alzheimer-lignende sykdom hos mus.
Antibiotika hjalp for noen
Forskerne lurte: Hvis en viss tarmflora bidrar til utviklingen av Alzheimer – vil det da hjelpe å forandre denne tarmfloraen?
I et nytt forsøk testet de hva som skjedde dersom de lot mus vokse opp med tarmflora, men så ga dem antibiotika.
Denne behandlingen ga varige forandringer i tarmfloraen. Og dette så igjen ut til å gi beskyttelse mot Alzheimer for noen av musene. Antibiotikabehandlede hannmus som hadde den ufarlige APOE3-ganvarianten, fikk mindre skader i hjernen.
Hunnmus og hanner med APOE4-varianten fikk derimot liten effekt av antibiotika.
Dette bekrefter i grunnen noe vi vet fra før – at kjønn spiller en rolle i Alzheimer, sier David Holtzman, en av forskerne bak studien, i en pressemelding.
Det antyder også at den negative effekten av APOE4 kan utligne en mulig positiv virkning av antibiotika.
Bakterieproduserte stoffer
Et annet spørsmål er så klart hvordan bakteriene i tarmen kan lage skader i hjernen.
I senere år har mange studier vist at mikroorganismene våre lager ulike kjemiske stoffer som trenger igjennom tarmveggene og inn i blodet. De kan påvirke celler andre steder i kroppen, også i hjernen.
Tre slike stoffer er de kortkjedede fettsyrene acetat, propionat og butyrat. De dannes når visse bakterier bryter ned kostfiber fra maten, og er vanligvis gunstige for oss.
I mus med vanlig tarmflora fant forskerne nettopp disse stoffene i blodet. Men hos de bakteriefrie musene var de helt borte. Musene som hadde fått antibiotika, hadde bare små mengder kortkjedede fettsyrer.
Kunne disse fettstoffene sette i gang prosesser som førte til skader i hjernen?
Kortkjedede fettsyrer ga skader
Seo og kollegaene gjorde enda et eksperiment for å undersøke om de bakterieproduserte fettstoffene faktisk kunne skape problemer i hjernen.
Forskerne ga noen godt voksne bakteriefrie mus vann tilsatt kortkjedede fettsyrer, mens andre fikk rent vann.
Hos musene som fikk tilskudd av fettsyrer, ble immunceller i hjernen mer aktive. Det oppstod også flere Alzheimer-lignende skader i hjernen deres.
Forskerne tror kanskje at kortkjedede fettsyrer kan aktivere immunceller i blodet, som så igjen aktiverer immunceller i hjernen, slik at de angriper og ødelegger hjerneceller.
De mener museforsøkene til sammen tyder på at bakteriene i tarmen, via kortkjedede fettsyrer, påvirket utviklingen av Alzheimer-lignende sykdom hos musene.
Mulig behandling i framtida
Dette reiser igjen spørsmål om det kan være mulig å forhindre eller behandle Alzheimer hos mennesker ved å forandre bakteriefloraen i tarmen. Man for eksempel tenke seg behandlingsformer basert på probiotika, prebiotika, antibiotika eller spesielle dietter.
Noen studier, som denne 2021-studien tidsskriftet Nutrients, har faktisk vist at enkelte typer antibiotika kan ha en gunstig effekt på dyr og mennesker med Alzheimer.
I tillegg er det kommet noen undersøkelser som antyder at ketogen diett – en ekstrem lavkarbodiett – kan virke mot Alzheimer og andre sykdommer.
Men her er det veldig mye vi fortsatt ikke vet.
Kompliserte fettsyrer
Det er viktig å huske at en musemodell av Alzheimer ikke nødvendigvis er det samme som sykdommen vi mennesker har. Vi kan ikke være sikker på at resultatene fra mus også gjelder for oss.
Et annet spørsmål er hvordan de tre kortkjedede fettsyrene påvirker immunsystemet hos de med Alzheimer.
For vanligvis er jo disse bakterieproduserte fettsyrene koblet til en rekke positive virkninger i kroppen. Trolig er nettopp dette en del av grunnen til at kostfiber er bra for helsa.
Men det finnes også enkelte studier som antyder at slike fettsyrer kan ha negative virkninger hos mennesker med Alzheimer.
I en oppsummering fra 2022 i tidsskriftet Nutrients, konkluderer kinesiske forskerne: Det kan se ut som om de kortkjedede fettsyrenes rolle i Alzheimer er komplisert, og dette bør undersøkes nærmere.
Referanse:
D. Seo, m. fl., ApoE isoform– and microbiota-dependent progression of neurodegeneration in a mouse model of tauopathy, Science, januar 2023. Sammendrag.
