Cercetările publicate în Cell pe 29 august de grupurile lui Filipe Cabreiro de la MRC London Institute of Medical Sciences și Imperial College și Christoph Kaleta de la Universitatea Kiel din Germania au demonstrat că dieta poate modifica eficacitatea unui medicament pentru diabetul de tip 2 prin acțiunea sa asupra bacteriilor intestinale.

asupra

Bacteriile care locuiesc în tractul nostru gastro-intestinal, denumit microbiom intestinal, produc numeroase molecule capabile să influențeze sănătatea și bolile. Se știe că funcția microbiomului intestinal este reglementată atât de dietă, cât și de medicamente, cum ar fi medicamentul metformin, care este utilizat pentru tratarea diabetului de tip 2 și s-a dovedit că prelungește durata de viață a mai multor organisme. Cu toate acestea, înțelegerea relațiilor complicate și multidirecționale dintre dietă, medicamente și microbiomul intestinal reprezintă o provocare considerabilă. „Dezmembrarea acestei rețele de interacțiuni este extrem de importantă, deoarece mecanismul specific de acțiune al metforminei este încă neclar”, spune Filipe Cabreiro.

O nouă tehnică de screening

Cabreiro și echipa sa au dezvoltat o tehnică inovatoare de screening cu patru căi, cu randament ridicat, pentru a înțelege mai bine modul în care dieta, medicamentele și microbiomul intestinal interacționează pentru a influența fiziologia gazdei. Au folosit viermele nematod C. elegans colonizat cu bacteriile intestinale umane E. coli ca model simplificat-microbiom gazdă și l-au expus la metformină în prezența a sute de compuși nutriționali diferiți.

Ei au descoperit că tratamentul cu metformină a modificat metabolismul și durata de viață a gazdei C. elegans și că aceste efecte pot fi fie îmbunătățite, fie suprimate de nutrienți specifici. În mod crucial, s-a dezvăluit că bacteriile intestinale au jucat un rol cheie în medierea acestui fenomen.

Importanța dietei și a bacteriilor intestinale explică de ce s-a demonstrat anterior că metformina nu are niciun efect asupra duratei de viață a unui alt organism frecvent studiat, musca fructelor. Helena Cochemé, care a colaborat la acest studiu, spune că „După cum sa dovedit, alimentele tipice de laborator ale muștelor fructelor sunt bogate în zaharuri. După eliminarea zahărului, am văzut și efecte pozitive ale metforminei la muștele fructelor colonizate cu E. coli”.

Semnalizarea nutrienților bacterieni este un modulator central al interacțiunilor microb-gazdă-medicament

O analiză ulterioară a arătat că bacteriile posedă un mecanism sofisticat care le permite să coordoneze semnalele nutriționale și de metformină și să își reconecteze propriul metabolism în consecință. Ca urmare a acestei adaptări, bacteriile acumulează un metabolit numit agmatină care s-a dovedit a fi necesar pentru efectele pozitive ale metforminei asupra sănătății gazdei.

Dar oamenii?

Cabreiro a colaborat cu Christoph Kaleta de la Universitatea Kiel pentru a investiga dacă rezultatele găsite în C. elegans ar putea fi observate și în microbiota mai complexă a oamenilor. Aceștia au analizat date legate de microbiom, nutriție și starea de medicație a unei cohorte mari de pacienți cu diabet zaharat de tip 2 și controale sănătoase. „Intrigant, am constatat că tratamentul cu metformină a fost puternic asociat cu o capacitate crescută de producere a agmatinei bacteriene”, spune Kaleta. Foarte important, aceștia și-ar putea reproduce concluziile în mai multe cohorte independente de pacienți cu diabet zaharat de tip 2 din toată Europa. Mai mult, speciile bacteriene care s-au dovedit a fi mari producători de agmatină au fost cele cunoscute a fi crescute în microbiomul intestinal la pacienții cu diabet zaharat de tip 2 tratați cu metformină.

Implicații pentru tratamentul cu metformină

„Rezultatele noastre aruncă lumină asupra modului în care rețeaua complexă de interacțiuni dintre dietă, microbiotă și gazdă influențează eficacitatea medicamentelor”, spune Cabreiro. „Cu abordarea noastră de screening de mare viteză, avem în sfârșit un instrument la îndemână care ne permite să abordăm această complexitate.” Rezultatele acestui studiu pot ajuta la informarea liniilor directoare dietetice sau la dezvoltarea bacteriilor modificate genetic care ar putea fi utilizate pentru a spori efectele benefice ale metforminei. De asemenea, aceștia pot oferi o perspectivă valoroasă asupra dovezilor care sugerează că pacienții diabetici de tip 2 tratați cu metformină sunt mai sănătoși și trăiesc mai mult decât persoanele fără diabet.