Bakterier, der findes i vores mave -tarmkanal, betegnet tarmmikrobiomet, producere talrige molekyler, der er i stand til at påvirke sundhed og sygdom. Tarmmikrobiomets funktion er kendt for at være reguleret af både kost og lægemidler som stoffet metformin, som bruges til behandling af type-2 diabetes og har vist sig at forlænge levetiden for flere organismer. Imidlertid, forstå det komplicerede, multi-directional forhold mellem kost, lægemidler og tarmmikrobiomet repræsenterer en betydelig udfordring. "Frakobling af dette netværk af interaktioner er af største betydning, da metformins specifikke virkningsmekanisme stadig er uklar, "siger Filipe Cabreiro.
Cabreiro og hans team udviklede en innovativ fire-vejs high-throughput screening teknik for bedre at forstå, hvordan kost, lægemidler og tarmmikrobiomet interagerer for at påvirke værtsfysiologi. De brugte nematodeormen C. elegans koloniseret med de menneskelige tarmbakterier E. coli som en forenklet vært-mikrobiom-model og udsat den for metformin i nærvær af hundredvis af forskellige ernæringsforbindelser.
De fandt ud af, at metforminbehandling ændrede stofskiftet og levetiden C. elegans vært, og at disse effekter enten kan forstærkes eller undertrykkes af specifikke næringsstoffer. Vigtigt, det blev afsløret, at tarmbakterierne spillede en central rolle i formidlingen af dette fænomen.
Betydningen af kosten og tarmbakterierne forklarer, hvorfor metformin tidligere viste sig at have ingen effekt på levetiden for en anden almindeligt undersøgt organisme, frugtfluen. Helena Cochemé, der samarbejdede om denne undersøgelse siger "Som det viste sig, den typiske laboratorieføde af frugtfluer er rig på sukker. Efter at have taget sukkeret væk, så vi også positive effekter af metformin i frugtfluer koloniseret med E. coli. "
Yderligere analyse afslørede, at bakterier besidder en sofistikeret mekanisme, der gør dem i stand til at koordinere ernærings- og metforminsignaler og til at genforbinde deres eget stofskifte i overensstemmelse hermed. Som følge af denne tilpasning, bakterierne akkumulerer en metabolit kaldet agmatin, som viste sig at være nødvendig for metformins positive virkninger på værts sundhed.
Cabreiro samarbejdede med Christoph Kaleta fra Kiel University for at undersøge, om resultaterne findes i C. elegans kunne også observeres i den mere komplekse mikrobiota hos mennesker. De analyserede data relateret til mikrobiomet, ernærings- og medicinstatus for en stor kohorte af diabetespatienter af type 2 og sunde kontroller. "Spændende nok, vi fandt ud af, at metforminbehandling var stærkt forbundet med en øget kapacitet til bakteriel agmatinproduktion, "siger Kaleta. Det er vigtigt, de kunne gengive deres fund i flere uafhængige kohorter af diabetespatienter af type 2 i hele Europa. I øvrigt, de bakteriearter, der viste sig at være store producenter af agmatin, var dem, der vides at være forøget i tarmmikrobiomet hos metforminbehandlede type 2-diabetespatienter.
Vores resultater kaster lys over, hvordan det komplekse netværk af interaktioner mellem diæt, mikrobiota og vært påvirker effektiviteten af lægemidler. Med vores metode til screening med stor gennemstrømning har vi nu endelig et værktøj ved hånden, der gør det muligt for os at tackle denne kompleksitet ".
Filipe Cabreiro fra MRC London Institute of Medical Sciences
Resultaterne af denne undersøgelse kan hjælpe med at informere diætretningslinjer eller udviklingen af gensplejsede bakterier, der kan bruges til at forstærke de gavnlige virkninger af metformin. De kan også give en værdifuld indsigt i de beviser, der tyder på, at metforminbehandlede type 2-diabetespatienter er sundere og lever længere end personer uden diabetes.
Forskere udvikler peptider, der genopretter balancen i tarmbakterier og vender aterosklerose
Genetisk tilpasning af tarmbakterier reducerer risikoen for tyktarmskræft hos mus finder undersøgelse
Langsigtet antibiotikabrug i præemier fremmer lægemiddelresistente tarmbakterier
Ny strategi kan styrke tarm-hjerne-kommunikation
Forskere udvinder komplet menneskeligt genom fra et tusindvis af år gammelt "tyggegummi"
Fækal transplantation fra visse donorer bedre end andre
Mikrober kunne forudsige fatale følger hos ventilerede COVID-19-patienter
Tilstedeværelsen af Mycoplasma salivarium i de nedre luftveje hos ventilerede patienter med COVID-19-infektion er forbundet med øgede odds for at dø. Resultatet var en del af en molekylær undersøgel
Fiskeslim kan være en potentiel kilde til antibiotika, finder undersøgelse
Med fremkomsten af multilægemiddelresistente bakterier og mangel på nye antibiotika, forskere har været på udkig efter nye molekyler, der kan bekæmpe disse patogener. Et team af forskere har nu iden
Lungemikrober kan hjælpe med at forudsige resultater hos alvorligt syge
En ny undersøgelse offentliggjort i American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine viser, at registrering af den måde, organismerne, der lever i lungerne, ændrer i type og antal, kunne a