Tutkimus valotti hyvän D-vitamiinitason etuja immuunipuolustukselle

Tuore Itä-Suomen yliopiston tutkimus valottaa elimistön hyvän D-vitamiinitason antamaa suojaa infektioita vastaan. Tutkimuksessa ihmisen veren immuunisoluja altistettiin tauteja aiheuttavien bakteerien ja hiivasienen rakenneosille. Lisäksi solut altistettiin D-vitamiinille joko ennen näitä immuunialtisteita, niiden jälkeen tai samanaikaisesti niiden kanssa. Geenien aktiivisuudesta kertovat transkriptomin analyysit osoittivat D-vitamiinin muuttavan solujen vastetta tehokkaimmin annosteltuna jo ennen tartuntaa. 

– Tulokset viittaavat siihen, että infektioilta suojautumiseksi D-vitamiinilisän ennaltaehkäisevä käyttö on tehokkaampaa kuin käytön aloittaminen tartunnan jo tapahduttua, toteaa tutkimuksen johtaja, professori Carsten Carlberg.

D-vitamiini tukee immuunijärjestelmän normaalia toimintaa. Sen puutos voi altistaa infektiosairauksille ja johtaa vaikeampiin oireisiin. Nyt julkaistussa tutkimuksessa tutkijoita kiinnosti, miten immuunivasteeseen vaikuttaa riittävän D-vitamiinitason saavuttaminen ennen tartuntaa, sen jälkeen tai samanaikaisesti tartunnan kanssa. Tutkimus oli osa Henna-Riikka Malmbergin maisteriopintojen lopputyötä Carlbergin tutkimusryhmässä.

Ihmisen ääreisveren mononukleaarisoluja altistettiin tutkimuksessa gram-negatiivisten bakteerien soluseinän ulkokalvolla esiintyville lipopolysakkarideille tai Candida albicans -hiivasienen soluseinässä esiintyvälle beetaglukaanille. Näitä molekyylejä käytetään yleisesti immuunivasteen tutkimiseen. Lisäksi soluille annettiin D3-vitamiinia eli 1,25(OH)₂D₃:a, joka on D-vitamiinin biologisesti aktiivinen muoto. Ensimmäisessä tutkimusasetelmassa solut saivat ensin 24 tunnin immuunialtisteen ja sen jälkeen 24 tunnin ajan D-vitamiinia. Näin jäljiteltiin tartuntaa matalan D-vitamiinitason omaavalla henkilöllä ja D-vitamiinin käyttöä sen hoitona. Toisessa tutkimusasetelmassa järjestys oli päinvastainen eli solut saivat ensin D-vitamiinia ja sen jälkeen immuunialtisteen, millä jäljiteltiin tartuntaa D-vitamiinitason ollessa hyvä. Kolmannessa asetelmassa solut saivat immuunialtisteen ja D-vitamiinia yhtä aikaa 24 tunnin ajan. Geenien ilmentymisen muutoksia ja niiden toiminnallisia vaikutuksia soluissa tarkasteltiin transkriptomin ja biologisten reittien analyyseillä.

Bakteerien lipoplysakkarideille altistumisen jälkeen havaittiin merkittäviä muutoksia 1580 geenin ilmentymisessä ja hiivasienen beetaglukaanille altistumisen jälkeen 966 geenin ilmentymisessä. Altisteisiin vastanneiden geenien määrä jäi kuitenkin jopa vain kolmasosaan näistä luvuista, kun soluille oli annosteltu myös D-vitamiinia. D-vitamiini puolestaan sai aikaan vasteen kaikkiaan 1006 geenissä. Eri tutkimusasetelmissa sekä immuunialtisteet että D-vitamiini saivat aikaan vasteen osin eri geeneissä, mikä viittaa siihen, että D-vitamiinin käytön ajoitus tartuntaan nähden vaikuttaa merkittävästi soluissa syntyvään vasteeseen.

Frontiers in Immunology -lehdessä julkaistu tutkimus valottaa transkriptomin eli aktiivisesti luettujen geenien laajuudelta, miten D-vitamiini muokkaa synnynnäisen immuniteetinvasteita immuunialtisteille, kuten bakteeri- ja sieni-infektioille. D-vitamiinin vaikutukset välittyvät sen kohdegeenien aktiivisuutta säätelevän transkriptiotekijän, D-vitamiinireseptorin kautta. Kirjoittajien mukaan D3-vitamiinilisän käytön parantaessa elimistön D-vitamiinitasoa D-vitamiinireseptorin signalointi kohdegeenien kautta tehostuu. Suuri osa näistä geeneistä osallistuu immuunijärjestelmän toimintaan, joten niiden aktivoitumista D-vitamiinin vaikutuksesta voidaan pitää synnynnäisen immuniteetin kouliutumisena puolustautumaan infektioita vastaan. Tämän perusteella D3-vitamiinilisällä voi olla tärkeä rooli tartuntatautien tai niiden vakavien oireiden ehkäisyssä.

Lisätietoja:

Professori Carsten Carlberg, carsten.carlberg (a) uef.fi, +358 403553062

Tutkimusartikkeli:

Malmberg HR, Hanel A, Taipale M, Heikkinen S, Carlberg C. Vitamin D Treatment Sequence Is Critical for Transcriptome Modulation of Immune Challenged Primary Human Cells. Front Immunol. 2021 Dec 10;12:754056. doi: 10.3389/fimmu.2021.754056