Η μεγαλύτερη και πιο εθνοτικά και γεωγραφικά ολοκληρωμένη έρευνα μέχρι σήμερα για το μικροβίωμα του εντέρου ατόμων με διαβήτη τύπου 2 (T2D), προδιαβήτη και κατάσταση υγιούς γλυκόζης έχει βρει ότι συγκεκριμένοι ιοί και γενετικές παραλλαγές στα βακτήρια αντιστοιχούν σε αλλαγές στη λειτουργία του εντερικού μικροβιώματος και στον κίνδυνο για διαβήτη τύπου 2. Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύονται στο Nature Medicine.
“Το μικροβίωμα είναι εξαιρετικά μεταβλητό σε διαφορετικές γεωγραφικές τοποθεσίες και φυλετικές και εθνοτικές ομάδες. Εάν μελετήσετε μόνο έναν μικρό, ομοιογενή πληθυσμό, πιθανότατα θα χάσετε κάτι”, δήλωσε ο συν-αντιστοιχιστής συγγραφέας Daniel (Dong) Wang, MD, ScD, του Channing Division of Network Medicine στο Brigham and Women’s Hospital, στο Broad και στο Harvard Chan School. «Η μελέτη μας είναι μακράν η μεγαλύτερη και πιο ποικιλόμορφη μελέτη του είδους της».
«Η σχέση του μικροβιώματος του εντέρου με πολύπλοκες, χρόνιες, ετερογενείς ασθένειες όπως το T2D είναι αρκετά λεπτή», δήλωσε ο συν-ανταποκριτής συγγραφέας Curtis Huttenhower, Ph.D. του Harvard Chan School and Broad. «Όπως οι μελέτες μεγάλων ανθρώπινων πληθυσμών ήταν ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της ανθρώπινης γενετικής ποικιλότητας, μεγάλοι και διαφορετικοί πληθυσμοί είναι απαραίτητοι – και όλο και πιο εφικτές – για λεπτομερείς μελέτες παραλλαγών μικροβιώματος επίσης».
Διαβήτης τύπου 2 – T2D
Το T2D επηρεάζει περίπου 537 εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως. Στο T2D, το σώμα χάνει σταδιακά την ικανότητά του να ρυθμίζει αποτελεσματικά το σάκχαρο στο αίμα. Η έρευνα της τελευταίας δεκαετίας έχει συνδέσει τις αλλαγές στο μικροβίωμα του εντέρου – τη συλλογή βακτηρίων, μυκήτων και ιών που κατοικούν στα έντερα μας – με την ανάπτυξη του T2D. Ωστόσο, προηγούμενες μελέτες του μικροβιώματος του εντέρου και του ρόλου του στην T2D ήταν πολύ μικρές και ποικίλες στο σχεδιασμό της μελέτης για να εξαχθούν σημαντικά συμπεράσματα.
Αυτή η εργασία ανέλυσε δεδομένα από τη νεοσύστατη Κοινοπραξία Microbiome and Cardiometabolic Disease Consortium (MicroCardio). Η έρευνα περιελάμβανε δεδομένα που δημιουργήθηκαν πρόσφατα και αυτά που καταγράφηκαν αρχικά κατά τη διάρκεια πολλών άλλων πειραμάτων, που περιλάμβαναν συνολικά 8.117 μεταγονιδιώματα μικροβιώματος του εντέρου από εθνοτικά και γεωγραφικά διαφορετικούς συμμετέχοντες.
Τα άτομα που συμπεριλήφθηκαν στη μελέτη είχαν T2D, προδιαβήτη ή καμία αλλαγή στα επίπεδα σακχάρου στο αίμα τους και κατάγονταν από τις ΗΠΑ, το Ισραήλ, τη Σουηδία, τη Φινλανδία, τη Δανία, τη Γερμανία, τη Γαλλία και την Κίνα. Συν-πρώτοι συγγραφείς στην εργασία είναι ο Zhendong Mei, Ph.D., του Channing Division of Network Medicine στο Brigham and Women’s Hospital and Broad, καθώς και ο Fenglei Wang, Ph.D., του Harvard Chan School and Broad.
“Με αυτή τη μεγάλη μελέτη, θέσαμε δύο ερωτήσεις. Το ένα είναι, “Ποιοι είναι οι ρόλοι των ειδών και των στελεχών που συνθέτουν το μικροβίωμα του εντέρου στον διαβήτη τύπου 2;” Το άλλο ερώτημα είναι, «Τι κάνουν αυτά τα μικρόβια;» είπε ο Wang. “Όταν αναλύσαμε αυτά τα δεδομένα, βρήκαμε ένα σχετικά σταθερό σύνολο μικροβιακών ειδών που συνδέονται με τον διαβήτη τύπου 2 στους πληθυσμούς της μελέτης μας. Πολλά από αυτά τα είδη δεν έχουν αναφερθεί ποτέ πριν.”
Για να κατανοήσει το ρόλο αυτών των μικροβίων στο έντερο, η ομάδα ανέλυσε τις λειτουργικές ικανότητες των ειδών. Διαφορετικά στελέχη ενός μικροβιακού είδους μπορεί να έχουν ποικίλες λειτουργίες, όπως η ικανότητα να παράγουν ένα συγκεκριμένο αμινοξύ. Η ομάδα διαπίστωσε ότι ορισμένα στελέχη είχαν λειτουργίες που μπορεί να συνδέονται με ποικίλο κίνδυνο νόσου T2D.
Μια σημαντική λειτουργική διαφορά που είδαν ήταν ότι ένα στέλεχος Prevotella copri -ένα κοινό μικρόβιο στο έντερο που έχει την ικανότητα να παράγει μεγάλες ποσότητες αμινοξέων διακλαδισμένης αλυσίδας (BCAAs)- παρατηρήθηκε πιο συχνά στα μικροβιώματα του εντέρου ασθενών με διαβήτη. Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι τα άτομα με χρόνια υψηλά επίπεδα BCAA στο αίμα έχουν υψηλότερο κίνδυνο παχυσαρκίας και T2D.
Οι ερευνητές βρήκαν επίσης στοιχεία που υποδηλώνουν ότι οι βακτηριοφάγοι -ιοί που μολύνουν βακτήρια- θα μπορούσαν να οδηγούν ορισμένες από τις αλλαγές που εντόπισαν σε ορισμένα στελέχη βακτηρίων του εντέρου. «Τα ευρήματά μας σχετικά με τους βακτηριοφάγους ήταν πολύ εκπληκτικά», είπε ο Wang. «Αυτό θα μπορούσε να σημαίνει ότι ο ιός μολύνει τα βακτήρια και αλλάζει τη λειτουργία του με τρόπο που αυξάνει ή μειώνει τον κίνδυνο διαβήτη τύπου 2, αλλά χρειάζεται περισσότερη δουλειά για να κατανοηθεί αυτή η σύνδεση».
Σε μια άλλη ανάλυση, η ομάδα μελέτησε ένα μικρό υποσύνολο δειγμάτων από ασθενείς που είχαν πρόσφατα διαγνωστεί με T2D για να αξιολογήσει μικροβιώματα που είναι λιγότερο πιθανό να έχουν επηρεαστεί από τη χρήση φαρμάκων ή τη μακροχρόνια κατάσταση υψηλής γλυκόζης. Τα αποτελέσματά τους ήταν παρόμοια με τα μεγαλύτερα ευρήματά τους, σύμφωνα με τον Wang. «Πιστεύουμε ότι οι αλλαγές στο μικροβίωμα του εντέρου προκαλούν διαβήτη τύπου 2», είπε ο Wang. «Οι αλλαγές στο μικροβίωμα μπορεί να συμβούν πρώτα και ο διαβήτης αναπτύσσεται αργότερα, όχι το αντίστροφο – αν και απαιτούνται μελλοντικές προοπτικές ή παρεμβατικές μελέτες για να αποδειχθεί σταθερά αυτή η σχέση».