De ingewikkelde relatie tussen mensen en het darmmicrobioom is een actueel onderzoeksonderwerp geworden, en wetenschappers ontdekken voortdurend nieuwe redenen waarom een gezond dieet tot een gezonder leven kan leiden. Voedingsvezels zijn een bijzonder belangrijk aspect van deze verbinding. Wanneer we deze verbindingen binnenkrijgen, die voornamelijk in plantaardig voedsel voorkomen, breken onze darmbacteriën ze af in kleine moleculen, de zogenaamde korteketenvetzuren (SCFA’s). De afgelopen jaren hebben onderzoeken verschillende belangrijke ontstekingsremmende en immunomodulerende effecten van SCFA’s aan het licht gebracht.
Een van de manieren waarop SCFA’s interageren met ons immuunsysteem is door de activering van mestcellen (MC’s) te bemiddelen. Deze witte bloedcellen zijn beladen met kleine zakjes die ‘korrels’ worden genoemd en die vol zitten met enzymen en signaalmoleculen zoals histamine. Wanneer een MC een antigeen (vreemd lichaam) detecteert, wordt het actief en ondergaat het degranulatie, waardoor deze stoffen vrijkomen in nabijgelegen weefsels en een snelle immuunrespons wordt veroorzaakt. Meestal spelen MC’s een centrale rol bij allergische ziekten, waaronder pollinose en ernstige voedselallergieën. Hoewel er aanzienlijk bewijs is dat SCFA’s anti-allergische eigenschappen hebben, blijven de precieze mechanismen waarmee ze de functie van MC’s reguleren onduidelijk.
In een recente studie besloot een onderzoeksteam onder leiding van professor Chiharu Nishiyama van de Tokyo University of Science, Japan, deze kenniskloof aan te pakken door middel van uitgebreide experimenten met muis-MC’s en SCFA’s. Hun bevindingen werden op 10 januari 2024 gepubliceerd in The Journal of Immunology.
De onderzoekers ontdekten aanvankelijk dat het voeden van muizen met boterzuur en valeriaanzuur, twee representatieve SCFA’s, de passieve cutane anafylaxie (een soort goed bestudeerde allergische reactie die kunstmatig in laboratoriumomgevingen werd geïnduceerd) aanzienlijk onderdrukte. Met behulp van MC-culturen toonde het team vervolgens aan dat de behandeling van MC’s met verschillende SCFA’s de door immunoglobuline E (IgE) gemedieerde activering onderdrukte, een cruciale route bij allergische reacties.
Door daaropvolgende experimenten met genetisch gemodificeerde cellen en precieze RNA-remmers slaagden ze erin de puzzel verder op te lossen. De onderzoekers ontdekten dat SCFA’s MC-activatie op hoofdzakelijk twee manieren bemiddelden. De eerste was door de herkenning en interactie met de GPR109A-receptor. Na binding met SCFA ontstaat er een chemische cascade, die culmineert in de synthese en uitscheiding van prostaglandinen. Deze stoffen werken samen met EP3-receptoren in MC’s en voorkomen degranulatie, waardoor de afgifte van histamine wordt beperkt en de allergische reactie wordt geminimaliseerd.
De tweede was via epigenetica (of het omkeerbaar veranderen van specifieke genen). De onderzoekers bevestigden dat SCFA’s de histondeacetylase-remmende activiteit beïnvloedden, die epigenetische modificaties reguleert. Dit leidde tot veranderingen in de expressieniveaus van de IgE-receptor, die uiteindelijk de degranulatie in MC’s remden. Aanvullende experimenten onthulden dat niet-steroïde anti-inflammatoire geneesmiddelen de anti-allergische effecten van SCFA’s onderdrukten, en dat vitamine B-3, dat interageert met de GPR109A-receptor, ook de MC-degranulatie remde.
Samen kunnen de bevindingen van dit onderzoek wetenschappers helpen bij het navigeren door de complexiteit van hoe ons lichaam ons immuunsysteem reguleert met behulp van darmbacteriën. Mensen met allergieën hebben echter baat bij deze inzichten, zoals prof. Nishiyama opmerkt: “De activering van mestcellen is een veel voorkomende oorzaak van verschillende allergische ziekten en is niet beperkt tot anafylaxie. Bovendien denk ik dat de toenemende frequentie van allergische patiënten verband houdt met veranderingen in het dieet in deze decennia. Allergieën komen zo vaak voor dat naar verluidt één op de twee Japanners een of andere allergische ziekte heeft, en de resultaten van ons onderzoek tonen aan dat voedingsvezels een effectieve manier zijn om deze te behandelen.” Gezien het feit dat alleen al in de Verenigde Staten ongeveer 200.000 bezoeken aan de eerste hulp per jaar het gevolg zijn van anafylaxie, zou dit werk niet alleen levens kunnen redden door deze gevaarlijke toestand te voorkomen, maar ook kunnen helpen de druk op de gezondheidszorgsystemen te verlichten.
Tevreden met de resultaten besluit prof. Nishiyama met het benadrukken van het belang van goed eten. “Het is belangrijk om met wetenschappelijk bewijs aan te tonen hoe voedingsomstandigheden de gezondheid beïnvloeden”, zegt ze. “Dit onderzoek heeft een deel van de complexe regulerende mechanismen onthuld waarbij verschillende voedselgerelateerde componenten betrokken zijn, waaronder voedingsvezels, SCFA’s, meervoudig onverzadigde vetzuren en vitamines.”
Met name zijn prof. Nishiyama en haar collega’s nu van plan de relatie tussen de mucosale omgeving en immuunregulatie te onderzoeken door zich te concentreren op specifieke SCFA’s, wat binnenkort kan leiden tot het blootleggen van de gezondheidsvoordelen van verschillende voedingsmiddelen.
Met een beetje geluk zullen hun inspanningen leiden tot betere voedingsbeslissingen en een gezonder leven!