By adminvps06 
Pola makan memiliki dampak luas terhadap penyakit autoimun, termasuk artritis reumatoid, multiple sclerosis (MS), dan penyakit radang usus. Pola makan ketogenik (KD) rendah karbohidrat dan tinggi lemak dapat memperbaiki gejala terkait MS.
KD ditandai dengan pergeseran metabolisme ke oksidasi lipid, yang menyebabkan kadar asetoasetat dan β-hidroksibutirat (βHB) dalam sirkulasi menjadi lebih tinggi. KD dapat membentuk sistem imun dengan memodulasi mikrobiota dan mikrobioma usus . Pergeseran terkait KD dalam mikrobiota usus mengurangi aktivasi imun usus. Namun, relevansinya dengan penyakit ini tidak diketahui.
Studi dan temuan
Dalam penelitian ini, para peneliti mengevaluasi peran diet dalam interaksi host-mikrobioma yang relevan dengan penyakit. Pertama, tikus yang dibesarkan secara konvensional (CONV-R) diberi makan diet tinggi lemak (HFD) atau KD. Sepuluh hari kemudian, ensefalitis autoimun eksperimental (EAE) diinduksi pada tikus melalui imunisasi glikoprotein oligodendrosit mielin .
Penyakit dievaluasi berdasarkan empat metrik: perubahan temporal dalam skor penyakit, perkembangan penyakit maksimum, tingkat kejadian penyakit secara keseluruhan, dan distribusi tikus di seluruh skor penyakit maksimum. Tikus yang diberi KD memiliki tingkat keparahan penyakit yang jauh lebih rendah.
Kelompok KD memiliki tingkat sel pembantu T (Th) cluster of differentiation 4 (CD4 + ) yang secara signifikan lebih rendah yang memproduksi interleukin (IL)-17a dan interferon (IFN)-γ di limpa dan otak.
Selanjutnya, mereka mengulangi intervensi ini pada tikus bebas kuman (GF). Sementara kadar βHB serum meningkat pada tikus KD dibandingkan dengan tikus HFD, tidak ada perbedaan signifikan dalam metrik penyakit. Selain itu, tidak seperti tikus CONV-R, tikus GF yang diberi makan HFD menunjukkan fenotipe penyakit yang berkurang secara signifikan.
Berikutnya, tikus diberi makan HFD, KD, atau HFD yang dilengkapi dengan ester keton (KE) yang mengandung βHB sebelum induksi EAE.
Tikus yang diberi makan HFD memiliki skor penyakit yang lebih tinggi daripada tikus yang diberi makan KD; namun, kelompok KD dan HFD-KE tidak dapat dibedakan berdasarkan tingkat kejadian penyakit atau skor. Selanjutnya, tim tersebut menghasilkan tikus transgenik ( Hmgcs2 ΔIEC ), dengan penghapusan selektif produksi βHB usus melalui penghapusan genetik 3-hidroksi-3-metilglutaril-CoA sintase 2 (HMGCS2) dalam sel epitel usus (IEC).
Tikus CONV-R Hmgcs2 ΔIEC dan kontrol tipe liar ( Hmgcs2 WT ) diobati dengan tamoxifen selama lima hari dan diberi KD selama tiga hari sebelum induksi EAE. Tikus Hmgcs2 ΔIEC memiliki skor penyakit yang jauh lebih tinggi daripada tikus Hmgcs2 WT .
Namun, kadar βHB yang beredar tidak berbeda antara tikus Hmgcs2 ΔIEC dan Hmgcs2 WT . Selanjutnya, tikus CONV-R Hmgcs2 ΔIEC dan Hmgcs2 WT diberi KD atau KD yang disuplemen dengan KE selama tiga hari, diikuti oleh induksi EAE.
Suplementasi KE secara signifikan meningkatkan kadar βHB yang beredar pada tikus dari kedua genotipe. Sementara tikus Hmgcs2 WT tidak terpengaruh oleh suplementasi KE, suplementasi tersebut mengurangi skor penyakit dan tingkat kejadian pada tikus Hmgcs2 ΔIEC . Selanjutnya, para peneliti melakukan transplantasi mikrobiota feses (FMT) dari tikus yang diberi makan CONV-R HFD atau HFD-KE. Mikrobiota dasar pada tikus penerima dikurangi sebelum pemberian makan HFD atau HFD-KE menggunakan koktail antibiotik umum.
FMT dari donor HFD-KE mengurangi fenotipe EAE relatif terhadap donor HFD terlepas dari pola makan penerima. FMT HFD-KE mengurangi skor penyakit pada kedua kelompok penerima. Eksperimen FMT serupa dilakukan pada tikus Hmgcs2 ΔIEC dan Hmgcs2 WT yang diberi makan KD ; mikrobiota dasar pada penerima juga berkurang sebelum induksi EAE.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa FMT dari tikus Hmgcs2 ΔIEC menghasilkan skor penyakit yang jauh lebih tinggi pada penerima tanpa memandang genotipe mereka. Sebaliknya, FMT dari donor Hmgcs2 WT menghasilkan penurunan skor penyakit yang lebih besar pada tikus Hmgcs2 WT dibandingkan pada tikus Hmgcs2 ΔIEC . Selanjutnya, para peneliti menyaring bakteri yang memediasi efek perlindungan KD.
Untuk tujuan ini, komunitas in vitro yang stabil (SIC) yang terbentuk dari mikrobiota usus dihasilkan. Sampel tinja dari tikus yang diberi KD, HFD, atau HFD-KE dimasukkan tiga kali dalam media bakteri yang kaya. Selanjutnya, pengurutan 16S rRNA dilakukan untuk mengevaluasi komunitas mikroba.
Hal ini menunjukkan bahwa perbedaan antar donor tetap ada meskipun telah melewati tiga tahap. Setelah melewati tahap ini, 16 varian urutan amplikon (ASV) yang unik terdeteksi dalam SIC.
Hanya tiga ASV, Parasutterella (ASV9) , Enterococcus (ASV4), dan Bacteroides (ASV2), yang umum dan melimpah di seluruh SIC. Selanjutnya, uji kemiringan Th17 dilakukan untuk memeriksa potensi imunomodulatori SIC. Semua SIC turunan HFD menginduksi IL-17a, sementara tidak ada SIC turunan KD yang melakukannya. Tiga ASV – Parasutterella (ASV9) dan Lactobacillus (ASV3 dan ASV24) dikaitkan dengan kadar IL-17a.
Selanjutnya, strain Lactobacillus yang representatif diisolasi dari SIC dan diberi nama Lactobacillus murinus KD6. Para peneliti menyelidiki apakah strain ini memiliki gen yang terlibat dalam produksi indole-3-lactate (ILA), yang menghambat produksi IL-17a oleh sel Th17.
Mereka mengidentifikasi empat homolog dengan aminotransferase dan empat gen putatif laktat dehidrogenase (LDH) dalam L. murinus KD6, yang terlibat dalam produksi ILA.
Tim mengonfirmasi penghambatan produksi IL-17a pada sel Th17 oleh ILA dalam uji kemiringan. Akhirnya, mereka menyelidiki efek ILA dan L. murinus KD6 pada EAE. Tikus CONV-R diberi makan HFD, diikuti oleh pemberian ILA atau L. murinus KD6 dan induksi EAE.
Skor penyakit pada tikus yang diobati dengan ILA atau L. murinus KD6 secara signifikan lebih rendah daripada kelompok kontrol yang tidak diobati. Kedua kelompok perlakuan juga memiliki kemungkinan bertahan hidup yang lebih tinggi daripada kelompok kontrol.