Pochi organismi nel microbioma intestinale hanno scoperto di svolgere un ruolo chiave nel diabete di tipo 2

I ricercatori dell'Oregon State University hanno scoperto che alcuni organismi nel microbioma intestinale svolgono un ruolo chiave nel diabete di tipo 2. aprendo la porta a possibili trattamenti probiotici per una grave malattia metabolica che colpisce circa un americano su 10.

Il diabete di tipo 2 è infatti una pandemia globale e si prevede che il numero di diagnosi continuerà ad aumentare nel prossimo decennio. La cosiddetta "dieta occidentale" - ricca di grassi saturi e zuccheri raffinati - è uno dei fattori primari. Ma i batteri intestinali hanno un ruolo importante da svolgere nel modulare gli effetti della dieta».

Andrey Morgun, Co-Leader dello studio, Professore Associato di Scienze Farmaceutiche, OSU College of Pharmacy

Precedentemente noto come diabete dell'adulto, il diabete di tipo 2 è una condizione cronica che colpisce il modo in cui il corpo metabolizza il glucosio, uno zucchero che è una fonte fondamentale di energia. Per alcuni pazienti, ciò significa che il loro corpo resiste agli effetti dell'insulina, l'ormone prodotto dal pancreas che apre la porta allo zucchero per entrare nelle cellule. Altri pazienti non producono abbastanza insulina per mantenere i normali livelli di glucosio.

In ogni caso, lo zucchero si accumula nel flusso sanguigno e, se non trattato, l'effetto è un danno a molti organi principali, a volte a gradi invalidanti o pericolosi per la vita. Un fattore di rischio chiave per il diabete di tipo 2 è il sovrappeso, spesso il risultato di una dieta occidentale in combinazione con una bassa attività fisica.

Il microbioma intestinale umano presenta più di 10 trilioni di cellule microbiche da circa 1, 000 diverse specie batteriche. disbiosi, o squilibrio, nel microbioma è comunemente associato a effetti dannosi sulla salute di una persona.

"Alcuni studi suggeriscono che la disbiosi è causata da cambiamenti complessi derivanti dalle interazioni di centinaia di microbi diversi, " ha detto Natalia Shulzhenko, un professore associato di scienze biomediche nel Carlson College of Veterinary Medicine dell'OSU e l'altro co-leader dello studio. "Però, il nostro studio e altri studi suggeriscono che i singoli membri della comunità microbica, alterato dalla dieta, potrebbe avere un impatto significativo sull'ospite."

Shulzhenko e Morgun usarono un nuovo, guidato dai dati, approccio sistemico-biologico chiamato analisi di rete transkingdom per studiare le interazioni ospite-microbo sotto una dieta occidentale. Ciò ha permesso loro di indagare se i singoli membri del microbiota hanno avuto un ruolo nei cambiamenti metabolici che la dieta induce in un ospite.

"L'analisi ha indicato microbi specifici che potenzialmente potrebbero influenzare il modo in cui una persona metabolizza glucosio e lipidi, " disse Morgun. "Ancora più importante, ci ha permesso di trarre conclusioni sul fatto che tali effetti siano dannosi o benefici per l'ospite. E abbiamo trovato collegamenti tra quei microbi e l'obesità".

Gli scienziati hanno identificato quattro unità tassonomiche operative, o OTU, che sembrava influenzare il metabolismo del glucosio; Le OTU sono un mezzo per classificare i batteri in base alla somiglianza della sequenza genica.

Le OTU identificate corrispondevano a quattro specie batteriche:Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus gasseri, Romboutsia ilealis e Ruminococcus gnavus.

"I primi due microbi sono considerati potenziali "miglioratori" del metabolismo del glucosio, gli altri due potenziali "peggioratori", '", ha detto Shulzhenko. "L'indicazione generale è che i singoli tipi di microbi e/o le loro interazioni, e non disbiosi a livello di comunità, sono attori chiave nel diabete di tipo 2".

I ricercatori hanno nutrito i topi con l'equivalente di una dieta occidentale e poi hanno integrato l'assunzione dei roditori con i microbi miglioratori e peggioratori. I lattobacilli hanno potenziato la salute dei mitocondri nel fegato, significa miglioramenti nel modo in cui l'ospite metabolizza il glucosio e i lipidi, e i topi che ricevevano quei lattobacilli avevano anche un indice di massa grassa inferiore rispetto a quelli alimentati solo con una dieta occidentale.

Verificando i risultati del topo rispetto ai dati di un precedente studio sull'uomo, gli scienziati hanno trovato correlazioni tra l'indice di massa corporea umana e l'abbondanza dei quattro batteri:più miglioratori significavano un indice di massa corporea migliore, più dei peggioratori era collegato a un BMI meno sano.

"Abbiamo riscontrato che R. ilealis è presente in oltre l'80% dei pazienti obesi, suggerendo che il microbo potrebbe essere un patobionte prevalente nelle persone in sovrappeso, " ha detto Shulzhenko.

Un patobiont è un organismo che normalmente ha una relazione simbiotica con il suo ospite, ma può diventare causa di malattie in determinate circostanze.

"Del tutto, le nostre osservazioni supportano ciò che abbiamo visto nei topi nutriti con dieta occidentale, " ha detto. "E guardando tutti i metaboliti, ne abbiamo trovati alcuni che spiegano gran parte degli effetti probiotici causati dai trattamenti con lattobacilli".

Lactobacillus è un genere microbico che contiene centinaia di diversi ceppi batterici. I suoi rappresentanti sono comuni tra i probiotici e si trovano frequentemente in molti tipi di alimenti fermentati e latticini fortificati con Lactobacillus, come lo yogurt.

"Il nostro studio rivela potenziali ceppi probiotici per il trattamento del diabete di tipo 2 e dell'obesità, nonché approfondimenti sui meccanismi della loro azione, "Ha detto Morgun. "Ciò significa un'opportunità per sviluppare terapie mirate piuttosto che tentare di ripristinare il microbiota 'sano' in generale".

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