Inre slemskikt förhindrar att bakterier ger inflammation i tjocktarmen

Det inre av två slemskikt i tjocktarmen bildar en ogenomtränglig barriär som skyddar oss från det stora antalet bakterier i tarmen. Nu visar forskare vid Uppsala universitet, Sahlgrenska akademin och Albert Einsteins universitet i New York, att avsaknad av den molekyl som bygger upp dessa två slemskikt leder till att bakterierna kommer i direktkontakt med slemhinnans celler vilket leder till inflammation och senare tjocktarmscancer.

Alla människor har mer än ett kilo bakterier i tjocktarmen. Hur vi kan klara att leva med alla dessa bakterier utan att de orsakar besvär eller sjukdomar har varit oklart fram tills nu.

Professor Lena Holms forskningsgrupp vid Uppsala universitet visade för ett par år sedan att det finns två slemskikt i tjocktarmen som tillsammans bildade ett millimeter tjockt slemlager.
- Vi förstod att detta förmodligen var viktigt för att skydda tjocktarmen, men vi kunde inte ana att det inre lagret var en så bra barriär för bakterier, säger professor Lena Holm, Uppsala universitet.

I artikel som i dagarna publiceras i PNAS visas att de båda slemskikten har identisk sammansättning där ett jättelikt mucinprotein som kallas Muc2 är huvudbeståndsdelen. Ett protein som en forskargrupp i Göteborg ägnat mer än 10 år att försöka förstå. Muc2-mucinet bildas i gobletceller där det inre slemlagret också sitter förankrat. När detta inre slemlager, som kontinuerligt förnyas underifrån, blivit ungefär 1/10 millimeter lossnar det och expanderar i volym minst fyra gånger. Detta yttre lager kan sedan sköljas bort tillsammans med tarminnehållet.

När forskarna studerade var alla de bakterier som finns i tarmen befann sig, visade det sig att det inre slemlagret var helt tomt på bakterier som alla fanns i det yttre slemlagret.
- Det var väldigt fascinerande att se att det var tomt på bakterier i det inre slemlagret och att det var en så skarp gräns till det yttre slemlagret med alla sina bakterier, säger doktorand Malin Johansson som gjort det mesta av studierna.

Tjocktarmens inre slemlager som byggs upp av Muc2-mucinet bildar alltså ett tätt nätverk som utgör ett hinder för bakterierna att penetrera ner till de underliggande tarmcellerna. När detta inre lager sedan omvandlas till det yttre lagret och expanderar i volym trivs tarmbakterierna och använder bland annat Muc2-mucinet som föda.

När forskargruppen studerade vad som händer hos möss som saknar Muc2-mucinet visade det sig att bakterierna inte bara var i direktkontakt med tarmcellerna utan kunde ta sig ner i så kallade kryptor och dessutom in i tarmcellerna. Dessa möss får en inflammation och senare tjocktarmscancer, något som mycket påminner om sjukdomen ulcerös kolit hos människor.
- Ulcerös kolit är en allvarlig och ganska vanlig sjukdom som forskarvärlden ännu inte förstått orsaken till. Vi tror att lösningen står att finna i defekter i det slemlager som normalt ska skydda tjocktarmen, säger professor Gunnar C. Hansson som lett den aktuella forskningen.

Läs artikeln på PNAS webbplats

För mer information:
Professor Gunnar C. Hansson, institutionen för biomedicin, Göteborgs universitet, telefon: 031-786 3488, e-post: gunnar.hansson@medkem.gu.se
Doktorand Malin Johansson, institutionen för biomedicin, Göteborgs universitet, telefon: 031-786 3070, e-post: malin.johansson@medkem.gu.se
Professor Lena Holm, institutionen för medicinsk cellbiologi, Uppsala universitet, telefon: 018-471 43 25, e-post: lena.holm@mcb.uu.se