Miten suolistomikrobit sairastuttavat munuaiset

Markku Lehto työskentelee tyypin 1 diabeteksen lisäsairauksien syitä tutkivassa FinnDiane-ryhmässä Folkhälsanin tutkimuslaitoksessa. Hän johtaa FinnDianen molekyylibiologian tutkimusryhmää ja vastaa Folkhälsanin laboratorion toiminnasta.

– Diabetestutkimuksen pariin päädyin 1990-luvun lopulla Ruotsissa. Tein väitöstutkimusta MODY-diabeteksesta Lundin yliopistossa suomalaisprofessori Leif Groopin ohjaamana, FinnDianessa jo 17 vuoden ajan työskennellyt, Lehto kertoo.

FinnDianen ja Lehdon tutkimustyön keskiössä on elämänlaatua ja elinajanodotetta heikentävä diabeteksen munuaistauti. Siihen sairastuu noin kolmannes tyypin 1 diabetesta sairastavista, ja tyypin 1 diabetes on toiseksi yleisin dialyysiin tai munuaisen siirtoon johtava syy Suomessa. Yleisin on tyypin 2 diabetes.

Endotoksiini on myrkkyä elimistölle

Kun Lehto puhuu suoliston epätasapainosta ja elimistön tulehdustilasta, on keskeisessä roolissa lipopolysakkaridi, tuttavallisemmin LPS. Se on gram-negatiivisten bakteerien tuottama myrkyllinen endotoksiini.

Jos suolisto vuotaa endotoksiineja verenkiertoon, niistä voi aiheutua krooninen tulehdustila.

– Ja tätä kautta endotoksiinit siis myötävaikuttavat sekä diabeteksen että sen lisäsairauksien, kuten sydän- ja verisuonitautien ja munuaistaudin syntyyn, Lehto selittää.

Lipopolysakkaridit ovat rasvaliukoisia, mikä tarkoittaa sitä, että ruuan mukana suolistoon kulkeutuva rasva edesauttaa niiden päätymistä verenkiertoon.

Lehdon mukaan ihmisillä tehty koe osoitti, että yhden päivän aikana nautittu runsasrasvainen ruoka ei kuitenkaan vaikuttanut endotoksiinien määrään koehenkilöiden verinäytteissä. Terveillä ihmisillä on useita suojamekanismeja, kuten esimerkiksi korkea HDL-kolestroli, jotka pystyvät neutraloimaan bakteeriperäisten endotoksiinien haittavaikutuksia.

– Ihmiselle munuaisvaurion aiheuttavat mekanismit tunnetaan vasta osin. Mutta kun endotoksiineja annettiin hiirille suonensisäisesti, aiheutui niille akuutti munuaisvaurio.

Tutkijat ovat jo havainneet, että endotoksiinien aktiivisuus verenkierrossa yhdistyy paitsi diabeteksen lisäsairauksiin myös lihavuuteen ja metaboliseen oireyhtymään. Endotoksiinilähteitä voivat olla esimerkiksi suoliston mikrobisto, suussa piilevä ientulehdus tai virtsatieinfektio.

Biomarkkeri kertoo missä mennään

Viime vuosina yleistynyt tulehduksellinen suolistosairaus IBD on krooninen autoimmuunisairaus samoin kuin tyypin 1 diabetes, sairauksilla on yhteisiä geneettisiä tekijöitä ja molemmat altistavat sydän- ja verisuonitaudeille.

IBD:tä sairastavien suoliston tilannetta seurataan mittaamalla kalprotektiinia ulostenäytteistä. Se on tulehdussoluista peräisin oleva valkuaisaine. Muutama vuosi sitten tehdyssä tutkimuksessa tutkijat havaitsivat, että kalprotektiiniarvo oli koholla diabeteksen munuaistaudista kärsivien tyypin 1 diabetesta sairastavien ulostenäytteissä.

– Se osoittaa, että näiden henkilöiden suoliston puolustukselliset mekanismit ovat aktivoituneet. Suoliston kohonnut kalprotektiinipitoisuus onkin varteenotettava ehdokas munuaisvauriosta varoittavaksi biomarkkeriksi, Lehto toteaa.

Biomarkkerilla tarkoitetaan tekijää tai muutosta, jolla voi luotettavasti määritellä kohteen terveydentilaa, se voi olla merkki sairauden todennäköisestä puhkeamisesta.

Lääkevalmisteita jo kiikarissa

Ihmisen suolistossa elelee noin tuhat erilaista bakteerilajia, ja monilla niistä on myös terveyttä edistäviä vaikutuksia. Runsaskuituinen ravinto lisää suolistomikrobien lyhytketjuisten rasvahappojen, muun muassa butyraatin tuotantoa. Suolistobakteerien tuottamat butyraatit suojaavat immuunijärjestelmää ja suolen limakalvoa sekä vaikuttavat suolen läpäisevyyteen.

– Butyraatteja tuottavien bakteerien määrän tiedetään vähentyneen sekä tyypin 1 että tyypin 2 diabetesta sairastavilla, Lehto kertoo.

Hänen tämänhetkisen tutkimuksensa lähtöolettamus on, että tyypin 1 diabetesta sairastavilla on suolistossaan terveitä ihmisiä enemmän endotoksiinia tuottavia bakteereita, ja heidän suolistonsa limakalvo vuotaa aktiivisia endotoksiineja verenkiertoon.

Lehdon tutkimuskysymysten selvittämistä auttaa se, että FinnDiane-tutkimuksessa aloitettiin ulostenäytteiden kerääminen tyypin 1 diabetesta sairastavilta tutkimuspotilailta vuonna 2020. Lehdon tutkimusryhmällä on käytettävissään myös Latviassa tehtävässä LatDiane-tutkimuksessa kerättäviä ja terveiltä verrokeilta saatuja ulostenäytteitä. Lisäksi tutkijat tarkastelevat veri- ja virtsanäytteitä, tutkimuspotilailta koottuja kyselyvastauksia sekä rekisteritietoja lääkeostoista.

Näytteiden analysointivaiheeseen edenneen tutkimuksen tavoitteena on paitsi tunnistaa diabeteksen munuaistaudin riskistä kertovia uusia biomarkkereita myös edistää riskiä mahdollisesti pienentävien lääkehoitojen ja ravitsemusohjauksen kehittämistä.

– Meillä on jo tiedossamme olemassa olevia lääkevalmisteita, jotka voisivat potentiaalisesti hillitä lipopolysakkaridien eli endotoksiinien haitallisia vaikutuksia, Lehto kertoo.

Tutkija kääntää kaikki kivet

Reilun neljännesvuosisadan diabetestutkimusta tehneen Lehdon motto on ”kaikki tiet eivät johda Roomaan”.

– Yhdeksän kertaa kymmenestä lyömme kenties päätämme seinään, mutta tutkimusajatuksen päätymisen umpikujaan voi nähdä myös positiivisessa valossa. Sehän riippuu siitä, miten asiaa katsoo, peräänantamaton tiedemies filosofoi.

Tutkimustyössä vaadittavaa uteliaisuutta ja loputonta halua oppia uutta Lehto soveltaa myös vapaa-ajan harrastuksessaan. Hän on opiskellut gemmologiksi eli jalokivien tunnistuksen asiantuntijaksi, ja hioo kiviä sekä tekee koruja yhdessä puolisonsa kanssa. Vastapainoa kellosepäntarkoille tutkimus- ja harrastusaskareille tarjoaa lukuisista hevosista, kissoista ja kanoista huolehtiminen pariskunnan tiluksilla Porvoon saaristossa.

Dosentti Markku Lehto sai vuonna 2023 Diabetestutkimussäätiön 27 000 euron apurahan tutkimukseen ”Suolistosairauksien ja diabeettisen munuaistaudin välinen yhteys tyypin 1 diabetesta sairastavilla”.

Markku Lehdon haastattelu on julkaistu myös Diabetestutkimussäätiön vuosikertomuksessa 2023.