Új meglátás arról, hogy az étrend és a gyógyszeres kezelés hogyan befolyásolja a bélbaktériumok egészségünkre gyakorolt ​​hatását

Augusztus 29-én a Cellben megjelent kutatás, Filipe Cabreiro, az MRC Londoni Orvostudományi Intézet és az Imperial College munkatársainak, valamint Christoph Kaleta csoportjának a németországi Kiel Egyetemről bebizonyította, hogy az étrend hatásával megváltoztathatja a 2-es típusú cukorbetegség gyógyszerének hatékonyságát. a bélbaktériumokon.

gyógyszeres

A gyomor-bél traktusunkban elhelyezkedő baktériumok, amelyeket bélmikrobiomnak neveznek, számos olyan molekulát termelnek, amelyek képesek befolyásolni az egészséget és a betegségeket. A bélmikrobiom működését köztudottan mind az étrend, mind a gyógyszerek, például a metformin, amelyet a 2-es típusú cukorbetegség kezelésére alkalmazzák, és amelyről kimutatták, hogy számos szervezet életét meghosszabbítja. Az étrend, a gyógyszerek és a bélmikrobiom közötti bonyolult, többirányú kapcsolatok megértése azonban jelentős kihívást jelent. "Ennek az interakciós hálózatnak a szétválasztása rendkívül fontos, mivel a metformin specifikus hatásmechanizmusa még mindig nem világos" - mondja Filipe Cabreiro.

Új szűrési technika

Cabreiro és csapata egy innovatív, négyirányú, nagy áteresztőképességű szűrési technikát dolgozott ki annak érdekében, hogy jobban megértsék, hogyan hatnak egymással az étrend, a gyógyszerek és a bél mikrobiomja a gazdaszervezet fiziológiájának befolyásolására. Egyszerűsített gazda-mikrobiom modellként az E. coli emberi bélbaktériumokkal kolonizált C. fonalférgeket használták egyszerűsített gazda-mikrobiom modellként, és metforminnak tették ki több száz különböző táplálék-vegyület jelenlétében.

Megállapították, hogy a metformin-kezelés megváltoztatta a C. elegans gazda anyagcseréjét és élettartamát, és hogy ezeket a hatásokat vagy fokozhatták, vagy elnyomhatták specifikus tápanyagok. Alapvetően kiderült, hogy a bélbaktériumok kulcsszerepet játszottak e jelenség közvetítésében.

Az étrend és a bélbaktériumok fontossága magyarázza, hogy a metformin korábban kimutatták, hogy miért nem befolyásolja egy másik általánosan vizsgált szervezet, a gyümölcslégy élettartamát. Helena Cochemé, aki ebben a tanulmányban közreműködött, azt mondja: "Mint kiderült, a gyümölcslégyek tipikus laboratóriumi étele sok cukorban van. A cukor levétele után a metformin pozitív hatásait is láttuk az E. colival telepesült gyümölcslegyekben."

A baktériumok tápanyagjelzése a mikroba-gazda-gyógyszer kölcsönhatások központi modulátora

További elemzésből kiderült, hogy a baktériumok kifinomult mechanizmussal rendelkeznek, amely lehetővé teszi számukra a táplálkozási és metformin szignálok összehangolását, és ennek megfelelően saját anyagcseréjüket. Ennek az adaptációnak a eredményeként a baktériumok felhalmozzák az agmatin nevű metabolitot, amelyről kiderült, hogy szükséges a metformin gazdaszervezetre gyakorolt ​​pozitív hatásaihoz.

Mi van az emberekkel?

Cabreiro együttműködött Christoph Kaletával, a Kieli Egyetemről annak megvizsgálása érdekében, hogy a C. elegans-ban talált eredmények megfigyelhetők-e az emberek összetettebb mikrobiotájában is. Elemezték a 2-es típusú diabéteszes betegek nagy csoportjának mikrobiomjával, táplálkozásával és gyógyszeres állapotával, valamint az egészséges kontrollokkal kapcsolatos adatokat. "Érdekes módon azt tapasztaltuk, hogy a metformin-kezelés szorosan összefügg a bakteriális agmatin-termelés megnövekedett képességével" - mondja Kaleta. Fontos, hogy a 2-es típusú cukorbetegek több független kohorszában reprodukálhatták eredményeiket Európa-szerte. Ezen túlmenően az agmatin fő termelőinek találták azokat a baktériumfajokat, amelyekről ismert, hogy a metforminnal kezelt 2-es típusú cukorbetegek bél mikrobiomjában megnövekedtek.

A metformin kezelés következményei

"Eredményeink rávilágítottak arra, hogy az étrend, a mikrobiota és a gazdaszervezet közötti összetett kölcsönhatás miként befolyásolja a gyógyszerek hatékonyságát" - mondja Cabreiro. "A nagy áteresztőképességű szűrési megközelítéssel végre kéznél van egy eszköz, amely lehetővé teszi számunkra, hogy kezeljük ezt a komplexitást." E tanulmány eredményei segíthetnek az étrendi irányelvek megismertetésében vagy a géntechnológiával módosított baktériumok kifejlesztésében, amelyek felhasználhatók a metformin jótékony hatásainak fokozására. Értékes betekintést nyújthatnak azokba a bizonyítékokba is, amelyek arra utalnak, hogy a metforminnal kezelt 2-es típusú cukorbetegek egészségesebbek és hosszabb ideig élnek, mint a nem cukorbetegek.