Algoritmen gör det möjligt att beräkna innehållet i olika livsmedel ända ner till spårämnesnivå. Därmed går det beräkna hur olika dieter påverkar ämnesomsättningen i människans tarmflora. I studien visade det sig att personer med lågt genantal (LGC) som har en komprimerad tarmflora reagerar bättre på en bantningsdiet än personer med högt genantal (HGC), på grund av skillnader i tarmflorans ämnesomsättning i de två grupperna.

Dina magbakterier avgör vilken diet som ger viktminskning

Nu öppnas möjligheten för "skräddarsydda" dietråd – utifrån den individuella tarmfloran – till patienter som vill gå ned i vikt och minska risken för sjukdomar. Detta sedan systembiologer vid Chalmers för första gången lyckats kartlägga i detalj hur några av våra vanligaste tarmbakterier samverkar med varandra vid ämnesomsättningen.

Chalmersforskarna har utvecklat en matematisk beräkningsplattform som gör det möjligt att förutsäga hur olika patienter kommer att svara på en förändrad diet, beroende på hur deras egen tarmflora är sammansatt. Arbetet har skett i samarbete med forskare på Göteborgs universitet samt med kollegor i Frankrike och flera andra länder.

– Med den här metoden kan vi nu börja kartlägga varje enskild bakterietyps ämnesomsättning och därmed få grepp om de grundläggande mekanismerna i den mänskliga metabolismen, säger Jens Nielsen, professor i systembiologi på Chalmers och den som leder forskargruppen.

I människans tarmsystem kan det finnas upp till 1 000 olika slags bakterier och andra mikroorganismer, varav många på ett eller annat sätt deltar i ämnesomsättningen. Tarmflorans sammansättning varierar kraftigt mellan individer, av skäl som till stor del är okända. Dock har forskningen under de senaste åren kunnat visa att det finns ett samband mellan vissa sjukdomar och tarmflorans sammansättning.

– Detta är tydligt när det gäller exempelvis typ 2-diabetes, åderförkalkning och fetma. Det finns också indikationer på att detsamma skulle kunna gälla för depression och för kroppens förmåga att svara på olika cancerbehandlingar, säger Jens Nielsen.

Exakt hur mikroorganismerna samverkar med födan, med individen och inte minst med varandra är oerhört komplext. Fram tills nu har det varit mycket svårt att få fram kunskap om hur orsakssambanden ser ut. Men i en studie som nu nyligen publicerades i tidskriften Cell Metabolism bevisar forskarna genom kliniska försök att den matematiska modellering de utvecklat faktiskt fungerar.

Utgångspunkten är ett dietexperiment som utförts vid en klinik i Frankrike. En grupp patienter med övervikt fick först sin tarmflora karaktäriserad och sattes sedan på bantningsdiet. Alla gick ned i vikt, vilket var förväntat. Men hos patienter med en artfattig tarmflora minskade dessutom halterna i blodet och i avföringen av flera ämnen som brukar indikera hälsorisker. Detta till skillnad från de patienter som hade en tarmflora med större "biologisk mångfald". Deras hälsoläge påverkades inte lika mycket.

Det riktigt intressanta är dock att systembiologerna från Chalmers med sina modelleringsverktyg till stor del kunnat förklara varför de båda patientgrupperna reagerat som de gjort på dieten.

– Vi har bland annat kunnat påvisa att tarmen hos dem som har en artfattig tarmflora producerar mindre aminosyror när de äter den här dieten. Det är en förklaring till de förbättrade blodvärdena.

På kort sikt kan den här forskningen enligt Jens Nielsen göra det lättare för läkare att identifiera de överviktiga patienter som verkligen skulle göra en stor hälsovinst genom att lägga om sin kost och minska i vikt. Ganska snart bör det även bli möjligt att utforma dietrekommendationer som tar hänsyn till den enskilda patientens tarmflora. Jens Nielsens franska forskarkollegor funderar redan i sådana banor.

– På längre sikt kan vi kanske tillföra tarmbakterier till patienter vars ämnesomsättning inte fungerar så bra, förklarar han.

Så kallad probiotika används redan idag – olika yoghurtkulturer är ett exempel – men dessa bakteriers uppgift är främst att stabilisera tarmen och skapa en gynnsam miljö.

– Med nästa generation probiotika handlar det mer om att tillföra bakterier som direkt interagerar med den existerande tarmfloran och varaktigt förändrar dess sammansättning, säger Jens Nielsen.

Företaget Metabogen har startats utifrån samarbetet mellan Chalmers och Göteborgs universitet och inom detta ska man nu försöka utveckla sådana läkemedel.


Läs den vetenskapliga artikeln Quantifying Diet-Induced Metabolic Changes of the Human Gut Microbiome


För mer information, kontakta:
Jens Nielsen, professor i systembiologi på Chalmers, 0702-436 618, nielsenj@chalmers.se


Fakta/Tarmfloran
I människans matsmältningskanal finns mellan ett och två kilo mikroorganismer, deras antal är tio gånger större än cellerna i kroppen. Tarmfloran består normalt av mellan 300 och 1 000 arter. Ett 40-tal bakteriesorter utgör dock 99 procent av innehållet.Variationen mellan människor när det gäller tarmflorans sammansättning anses ha flera förklaringar: Genetiska faktorer, överföring från modern vid födseln, kosthållning, långvarig medicinering. En individs tarmflora är relativt stabil. En antibiotikakur innebär visserligen en kraftig störning, men den går normalt över. Upprepad användning av antibiotika tros dock kunna leda till permanenta förändringar.


Fakta/Studien
45 överviktiga personer ingick i studien, indelade i två grupper beroende på om deras tarmflora var artrik eller artfattig.
De sattes på en kalorisnål diet under sex veckor. Därefter mättes halterna i deras blod och avföring av ämnen som är kända markörer för sjukdom och ohälsa. Resultatet blev att den artfattiga gruppen, som hade ett sämre hälsoläge från början, fick kraftigt förbättrade värden. De med en artrik tarmflora påverkades inte så mycket. Chalmersforskarna valde ut fem av de vanligast förekommande tarmbakterierna och kunde genom att matematiskt modellera deras ämnesomsättning och deras interaktion med varandra förklara studiens resultat.

Publicerad: to 10 sep 2015. Ändrad: ti 09 feb 2016