Forskare har identifierat ett toxin från bakterier som vanligtvis finns i smutsigt vatten som dödar skyddande immun細胞er i tjocktarmen, vilket ökar risken för ulcerös kolit. Denna upptäckt, från studier på människor och möss, tyder på nya behandlingsmöjligheter för den inflammatoriska tarmsjukdomen. Resultaten belyser rollen för makrofag-toxiska bakterier i att utlösa tillståndet.
Ulcerös kolit, en av de två primära formerna av inflammatorisk tarmsjukdom (IBD), innebär inflammation i tjocktarmens och ändtarmens slemhinna. Den kännetecknas av växlande perioder av symtomfria faser och skov, där svåra fall potentiellt kan kräva borttagning av tjocktarmen. De exakta orsakerna är oklara och ses ofta som en autoimmun sjukdom påverkad av miljömässiga och genetiska faktorer.
Ett team ledd av Xuena Zhang vid Nanjing University i Kina undersökte rollen för immun細胞er kallade makrofager, som reglerar inflammation i vävnader som tjocktarmen. I tjocktarmsvävnad från personer med ulcerös kolit observerades lägre nivåer av dessa residenta makrofager jämfört med friska individer. Experiment på möss visade att utarmning av makrofager ökade känsligheten för kolit, vilket ledde till skadade och inflammerade tjocktarmsslemhinnor.
Ytterligare analys av avföringsprover från patienter med ulcerös kolit avslöjade närvaron av aerolysin, ett toxin som är mycket skadligt för makrofager men skonar andra tarmceller. Aerolysin produceras av vissa stammar av Aeromonas-bakterier, som är vanliga i söt- och brackvatten, och som forskarna kallar makrofag-toxiska bakterier (MTB). Infektion av möss med MTB ökade risken för kolit, men att ta bort aerolysin-genen från bakterierna eller neutralisera toxinet med antikroppar förhindrade denna effekt.
Aeromonas-bakterier förekom i 72 procent av 79 avföringsprover från patienter med ulcerös kolit, jämfört med bara 12 procent av 480 friska individer. Dock involverar inte alla fall MTB, och vissa bärare utvecklar inte sjukdomen.
"Vi kan inte dra slutsatsen att MTB är den enda orsaken till ulcerös kolit," uppgav Zhang. "En ihållande MTB-infektion kan inducera ett hypersensitivt tillstånd i tjocktarmen, men det betyder inte att varje infekterad individ kommer att utveckla kolit. Förekomsten av kolit i detta sammanhang påverkas utan tvekan av miljömässiga och genetiska faktorer."
Zhang föreslog tre behandlingsvägar: läkemedel för att neutralisera aerolysin, vacciner mot toxinet eller bakterierna, och fagerapi för att rikta in sig på MTB. Martin Kriegel vid Universitetssjukhuset i Münster i Tyskland noterade: "Fallet är starkt för att MTB-toxinet stör tarmimmuniteten genom att utarma speciella makrofager i tarmvävnaden." Han tillade att andra oidentifierade bakterier troligen bidrar, eftersom germfria möss infekterade enbart med MTB inte visade ökad risk för kolit.
Teamet planerar bredare epidemiologiska studier för att bekräfta kopplingen mellan MTB och ulcerös kolit, vilket potentiellt kan förklara den stigande IBD-incidensen. Forskningen publicerades i Science (DOI: 10.1126/science.adz4712).