Bepaalde lactobacillen in de darm metaboliseren tryptofaan tot indoolderivaten. Die indolen binden aan de aryl-koolwaterstof-receptor (AhR), die de lokale productie van interleukine-22 aanstuurt. Activatie kan immuuncellen moduleren en daarmee ook de barrièrefunctie van het maag-darmkanaal beïnvloeden. Via deze route zouden interacties tussen voeding, microbiota en de gastheer kunnen bijdragen tot chronische inflammatie.

Bij coeliakie sprake er is van een afwijkende samenstelling en functie van de darmmicrobiota, namelijk een lagere aandeel in lactobacillen, die juist goed zijn in het metaboliseren van tryptofaan. De auteurs toonden bij muizen met een expressie van het 'coeliakie-gen' aan dat ‒ vergeleken met tryptofaanarm ‒ een tryptofaanrijk dieet tot een hogere soortrijkdom leidt van lactobacillen en Ruminococcus gnavus, die sterk zijn in de productie van AhR-bindende stoffen. Deze verandering ging gepaard met hogere spiegels van AhR-bindende stoffen in de feces en een verhoogde activatie van de AhR-route in de dunne darm. Muizen op het tryptofaanrijke dieet lieten tevens minder darmschade zien en een lager aantal intra-epitheliale lymfocyten, een belangrijke biomarker voor de diagnose van coeliakie.

Vervolgens kregen de muizen twee lactobacillusstammen die goed zijn in het produceren van AhR-bindende stoffen. Dit verhoogde de capaciteit van de dunnedarmmicrobiota om AhR te activeren, zelfs in combinatie met een tryptofaanarme voeding. Tegelijkertijd daalde de inflammatie door gluten. Om uit te sluiten dat de verminderde inflammatie onafhankelijk werd veroorzaakt door de lactobacillen, behandelden de onderzoekers de muizen met een AhR-activator, die ook in staat bleek de door gluten veroorzaakte inflammatie te verminderen.

Ten slotte volgden de auteurs een groep patiënten met actieve coeliakie, een groep patiënten na twee jaar glutenvrij dieet (in remissie) en een controlegroep. De metabolieten die AhR kunnen activeren waren lager in de feces van de coeliakiepatiënten vergeleken met de controlegroep. De microbiota van coeliakiepatiënten hadden een verminderde capaciteit om AhR te activeren en een verminderde expressie van AhR-genen zoals IL22, een cytokine dat belangrijk is voor het immuunsysteem in de slijmvliezen en voor weefselherstel. AhR -activatie door de microbiota en IL22-expressie waren hersteld in de patiënten die met een glutenvrij dieet werden behandeld.

Hieruit blijkt dat microbiële metabolieten van tryptofaan gebruikt kunnen worden als biomarkers voor dysbiose. Voor patiënten die weinig herstel ervaren door glutenvrije voeding zou tryptofaansuppletie in combinatie met AhR-activerende probiotica een nieuwe behandeloptie kunnen zijn.