Vitamine A en het immuunsysteem*
Bekend is dat onze darmflora een belangrijke rol speelt om ons gezond te houden. Eerder
onderzoek
laat zien dat dit gebeurt doordat de darmflora de activatie van het immuunsysteem bevordert. Terwijl nog veel onbekend is over hoe dat gebeurt laat een studie nu zien dat vitamine A een belangrijke voedingsstof kan zijn die de wisselwerking tussen de darmflora en de activatie van het immuunsysteem mede regelt. Normale hoeveelheden
vitamine A in de darmen zorgen voor een goede balans tussen darmflora en het immuunsysteem en voorkomt dat het immuunsysteem overactief kan worden, wat kan gebeuren bij auto-immuunziekten, zoals bijv. de
ziekte van Crohn.
De studie.
(Maart 2019)
Immune system vs. gut bacteria: How vitamin A 'keeps the peace'
New findings about the role of vitamin A in mediating the relationship between gut bacteria and the immune system may prove "critical" for devising new therapies for autoimmune conditions, such as Crohn's disease, ulcerative colitis, and other inflammatory diseases that affect the intestine.
The gut bacteria are known to play a crucial role in keeping us healthy. Research has shown that the trillions of friendly microorganisms hosted by our guts can keep us lean, young, and healthy — both in body and mind.
But how do gut bacteria do this? One answer involves the immune system. Various studies have been slowly unraveling the complex relationship between gut bacteria and immunity. They suggest that the interactions between the host's gut and the bacteria that colonize our intestines help control how our body responds to illness.
Scientists have known for some time that the microbiome helps regulate immune responses. However, many of the detailed mechanisms behind this interaction remained unknown. For instance, how exactly does the body's immune system — which is designed to protect us against pathogens — allow for these friendly bacteria to live "happily" in our gut?
New research may have found an answer: vitamin A. A team of scientists, led by Shipra Vaishnava, an assistant professor of molecular microbiology and immunology at Brown University in Providence, RI, found that moderate levels of vitamin A in the intestine prevent the immune system from becoming overactive.
The findings, published in the journal Immunity, may have significant implications for autoimmune disorders, such as Crohn's disease.
Vitamin A keeps immune response in check
The gut microbiota consists of over 100 trillion bacteria, explain the researchers, which are mainly divided into the phyla Firmicutes and Bacteroidetes.
Using a mouse model of the microbiome, Vaishnava and team found that these gut bacteria regulate their hosts' immune responses by adjusting a protein that activates vitamin A in the gastrointestinal tract.
The protein is called retinol dehydrogenase 7 (Rdh7) because it transforms vitamin A to retinoic acid, which is vitamin A's active form.
Furthermore, the scientists found that Firmicutes bacteria — more specifically, bacteria that are part of the Clostridia family — lower the expression of Rdh7. Clostridia bacteria also cause the liver to store an increased amount of vitamin A, the scientists found.
Vaishnava and team genetically designed mice that lacked Rdh7 in the cells that lined their intestines. These rodents had deficient levels of retinoic acid in their intestinal tissue, as well as fewer immune cells that make the so-called IL-22 molecule. IL-22 is a signaling molecule that directs the immune system's antimicrobial response.
The senior researcher also points out that other elements of the immune system — such as immunoglobulin A cells and other T cells — remained the same after depleting the mice of Rdh7. This indicates that Rdh7 is only key for how the immune system responds to bacteria.
New therapies for autoimmune diseases
The scientists explain the impact of their research. They say that understanding the interactions between the gut bacteria and the immune response can shed light on new therapies for autoimmune disorders, such as inflammatory bowel disease.
"A lot of these diseases are attributed to increased immune response or immune activation, but we've found a new way that bacteria in our gut can dampen the immune response," Vaishnava says.
"This research could be critical in determining therapies in the case of autoimmune diseases, such as Crohn's disease or other inflammatory bowel diseases, as well as vitamin A deficiency."
Shipra Vaishnava
"The role of vitamin A in inflammation is context-dependent and is very hard to tease apart," the researcher adds. In the future, the scientists plan to examine why Rdh7 suppression is vital for the immune response, and how bacteria control Rdh7 gene expression.
"A change in vitamin A status and vitamin A metabolic genes coincides with inflammatory bowel diseases, but we don't know if this promotes inflammation or not. We hope that adding our finding — that bacteria can regulate how vitamin A is being metabolized in the intestine or stored — could help clarify why the field is seeing what it is seeing."
The researcher goes on to highlight the role of diet and gut bacteria for keeping our immune system healthy. "Both our diet and the bacteria in our gut are critically linked in regulating how our immune cells behave," Vaishnava says.
"Finding what those links are at a molecular level is important to figuring out how we could use either diet or bacteria, or both of them together, to have a therapeutic effect in inflammatory or infectious diseases."
De door de computer vertaalde Engelse tekst (let op: gelet op de vaak technische inhoud van een artikel kunnen bij het vertalen wellicht vreemde en soms niet helemaal juiste woorden en/of zinnen gevormd worden)
Immuunsysteem versus darmbacteriën: hoe vitamine A 'de vrede houdt'
Nieuwe bevindingen over de rol van vitamine A bij het bemiddelen tussen de darmbacteriën en het immuunsysteem kunnen "kritiek" blijken te zijn voor het ontwikkelen van nieuwe therapieën voor auto-immuunziekten, zoals de ziekte van Crohn, colitis ulcerosa en andere ontstekingsziekten die de darm aantasten.
Van de darmbacteriën is bekend dat ze een cruciale rol spelen om ons gezond te houden. Onderzoek heeft aangetoond dat de biljoenen vriendelijke micro-organismen die door ons lef worden gehost ons slank, jong en gezond kunnen houden - zowel in lichaam als geest.
Maar hoe doen darmbacteriën dit? Eén antwoord betreft het immuunsysteem. Verschillende onderzoeken hebben langzaam de complexe relatie tussen darmbacteriën en immuniteit ontrafeld. Ze suggereren dat de interacties tussen de darm van de gastheer en de bacteriën die onze darmen koloniseren helpen bepalen hoe ons lichaam reageert op ziekte.
Wetenschappers weten al geruime tijd dat het microbioom helpt bij het reguleren van immuunreacties. Veel van de gedetailleerde mechanismen achter deze interactie bleven echter onbekend. Hoe zorgt bijvoorbeeld het immuunsysteem van het lichaam - dat is ontworpen om ons te beschermen tegen ziekteverwekkers - ervoor dat deze vriendelijke bacteriën "gelukkig" in onze buik leven?
Nieuw onderzoek heeft mogelijk een antwoord gevonden: vitamine A. Een team van wetenschappers, geleid door Shipra Vaishnava, een assistent-professor in de moleculaire microbiologie en immunologie aan de Brown University in Providence, RI, ontdekte dat gematigde niveaus van vitamine A in de darm het immuunsysteem voorkomen systeem wordt overactief.
De bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift Immunity, kunnen belangrijke implicaties hebben voor auto-immuunziekten, zoals de ziekte van Crohn.
Vitamine A houdt de immuunrespons onder controle
De darmmicrobiota bestaat uit meer dan 100 biljoen bacteriën, verklaren de onderzoekers, die voornamelijk zijn verdeeld in de phyla Firmicutes en Bacteroidetes.
Met behulp van een muismodel van het microbioom ontdekten Vaishnava en het team dat deze darmbacteriën de immuunreacties van hun gastheer reguleren door een eiwit aan te passen dat vitamine A activeert in het maag-darmkanaal.
Het eiwit wordt retinol dehydrogenase 7 (Rdh7) genoemd omdat het vitamine A omzet in retinoïnezuur, de actieve vorm van vitamine A.
Bovendien ontdekten de wetenschappers dat Firmicutes-bacteriën - meer specifiek bacteriën die deel uitmaken van de Clostridia-familie - de expressie van Rdh7 verlagen. Clostridia-bacteriën zorgen er ook voor dat de lever een verhoogde hoeveelheid vitamine A opslaat, ontdekten de wetenschappers.
Vaishnava en team genetisch ontworpen muizen die Rdh7 misten in de cellen die hun darmen bekleedden. Deze knaagdieren hadden een tekort aan retinoïnezuur in hun darmweefsel, evenals minder immuuncellen die het zogenaamde IL-22-molecuul maken. IL-22 is een signaalmolecuul dat de antimicrobiële respons van het immuunsysteem stuurt.
De senior onderzoeker wijst er ook op dat andere elementen van het immuunsysteem - zoals immunoglobuline A-cellen en andere T-cellen - hetzelfde bleven na het uitputten van de muizen van Rdh7. Dit geeft aan dat Rdh7 alleen de sleutel is voor de reactie van het immuunsysteem op bacteriën.
Nieuwe therapieën voor auto-immuunziekten
De wetenschappers verklaren de impact van hun onderzoek. Ze zeggen dat het begrijpen van de interacties tussen de darmbacteriën en de immuunrespons licht kan werpen op nieuwe therapieën voor auto-immuunziekten, zoals inflammatoire darmaandoeningen.
"Veel van deze ziekten worden toegeschreven aan een verhoogde immuunrespons of immuunactivatie, maar we hebben een nieuwe manier gevonden waarop bacteriën in onze darmen de immuunrespons kunnen temperen," zegt Vaishnava.
"Dit onderzoek kan van cruciaal belang zijn bij het bepalen van therapieën in het geval van auto-immuunziekten, zoals de ziekte van Crohn of andere inflammatoire darmaandoeningen, evenals vitamine A-tekort."
Shipra Vaishnava
"De rol van vitamine A bij ontstekingen is contextafhankelijk en is heel moeilijk te onderscheiden", voegt de onderzoeker toe. In de toekomst zijn de wetenschappers van plan om te onderzoeken waarom onderdrukking van Rdh7 essentieel is voor de immuunrespons en hoe bacteriën de Rdh7-genexpressie controleren.
"Een verandering in vitamine A-status en vitamine A-metabole genen valt samen met inflammatoire darmaandoeningen, maar we weten niet of dit ontstekingen bevordert of niet. We hopen dat het toevoegen van onze bevindingen - dat bacteriën kunnen reguleren hoe vitamine A wordt gemetaboliseerd in de darm of opgeslagen - zou kunnen helpen verduidelijken waarom het veld ziet wat het ziet. "
De onderzoeker benadrukt vervolgens de rol van voeding en darmbacteriën voor het gezond houden van ons immuunsysteem. "Zowel ons dieet als de bacteriën in onze darm zijn kritisch gekoppeld aan het reguleren van hoe onze immuuncellen zich gedragen," zegt Vaishnava.
"Het vinden van wat die verbindingen op moleculair niveau zijn, is belangrijk om uit te zoeken hoe we ofwel een dieet of een bacterie, of beide, kunnen gebruiken om een therapeutisch effect te hebben bij ontstekings- of infectieziekten."