Дешифровање дијабетеса: како цревна микробиота утиче на ризик од болести

У недавној студији објављеној у часопису Nature Medicine, тим научника је испитивао више од 8.000 метагеномских секвенци људи са предијабетесом, дијабетесом типа 2 и нормалним гликемијским статусом како би утврдили како специфичне микробне карактеристике и функције подтипа и соја доприносе патолошким механизмима дијабетеса типа 2.

Дијабетес типа 2 је брзо растући глобални здравствени проблем, који погађа више од 500 милиона људи широм света. Маса и функција β-ћелија панкреаса временом опадају код пацијената са дијабетесом типа 2, при чему је инсулинска резистенција често праћена системском упалом ниског степена.

Постоје докази да цревни микробиом игра кључну улогу у људском метаболизму и здрављу, често у интеракцији са генетским и факторима животне средине. Истраживања су такође идентификовала различите цревне микробиолошке потписе повезане са дијабетесом типа 2.

Међутим, многе од ових студија су спроведене на малим узорцима или нису контролисале факторе као што су гојазност или употреба метформина.

Разумевање улоге функција цревног микробиома специфичних за подтип и сој на молекуларном нивоу у патологији дијабетеса типа 2 захтева стандардизоване податке из велике популације.

У овој студији, истраживачи су анализирали метагеномске податке из 10 кохорти појединаца из Европе, Сједињених Држава и Кине са нормалним гликемијским статусом, предијабетесом или дијабетесом типа 2 како би дешифровали функције специфичне за сој и молекуларне карактеристике цревне микробиоте које механистички доприносе патологији дијабетеса типа 2.

Иако су претходне студије идентификовале специфичне врсте микроба и микробне заједнице које повећавају метаболички ризик од дијабетеса типа 2, оне нису узеле у обзир чињеницу да су патогени механизми микроба специфични за сој. На пример, сој Escherichia coli K12 је безопасан, док је сој O157 патоген.

Истраживачи су добили више од 8.000 метагеномских података секвенцирања из шест објављених и четири нова скупа података који покривају десет кохорти људи са различитим гликемијским статусом.

Фенотипски подаци из кохорти и метагеномских секвенци су прво обрађени ради стандардизације, а коначна популација студије састојала се од 1.851 пацијента са дијабетесом типа 2, 2.770 особа са предијабетесом и 2.277 учесника са нормалним гликемијским статусом.

За хармонизацију скупа података коришћени су дијагностички критеријуми Америчког удружења за дијабетес, који укључују орални тест толеранције на глукозу, нивое глукозе у плазми на гладно, употребу лекова и факторе ризика као што је индекс телесне масе, као и лабораторијски тестови за инфламаторне и метаболичке факторе.

Прво је процењена веза између статуса дијабетеса типа 2 и укупне конфигурације цревног микробиома. Регресиони модели су затим коришћени за идентификацију потписа на нивоу врсте и разлика у дистрибуцији микробних карактеристика између група према гликемијском статусу.

Истраживачи су такође спровели мета-анализе специфичне за кохорту како би испитали везу између микробне функције на нивоу заједнице, као што су ензими и биохемијски путеви, и дијабетеса типа 2.

Поред тога, спроведене су осетљиве анализе како би се осигурало да идентификовани микробни потписи повезани са дијабетесом типа 2 нису делимично последица коморбидитета.

Студија је идентификовала 19 филогенетски различитих врста код дисбиозе код пацијената са дијабетесом типа 2. Цревни микробиом код пацијената са дијабетесом типа 2 показао је већу количину Clostridium bolteae и мању количину Butyrivibrio crossotus.

Штавише, функционалне промене које се јављају на нивоу микробне заједнице због ове дисбиозе повезане су са поремећајима метаболизма глукозе и патологијом дијабетеса типа 2.

Други путеви повезани са дијабетесом типа 2 који су били повезани са функционалним променама на нивоу микробне заједнице укључивали су смањену ферментацију бутирата и повећану синтезу бактеријских имуногених структурних компоненти.

Када су анализе решене за специфичне бактеријске сојеве, студија је такође открила да су везе између патологије дијабетеса типа 2 и цревног микробиома показале хетерогеност унутар врста.

Функције специфичне за сој, као што су хоризонтални пренос гена, биосинтеза аминокиселина разгранатог ланца и оне повезане са упалом и оксидативним стресом, значајно су допринеле овој хетерогености.

Варијације у ризику од дијабетеса типа 2 међу појединцима такође су биле повезане са интраспецијском разноликошћу за 27 врста цревне микробиоте, укључујући Eubacterium rectale, која је показала специфичност соја на нивоу популације.

Генерално, студија је показала да дисбиоза цревног микробиома игра функционалну улогу у патогенези дијабетеса типа 2, са директним учешћем у механизмима као што су метаболизам глукозе и ферментација бутирата.

Штавише, резултати су показали да су функције специфичне за сој хетерогено повезане са патологијом дијабетеса типа 2, пружајући нове увиде у механизме путем којих је цревни микробиом повезан са дијабетесом типа 2.