Pag-target sa gut microbiome: isang bagong diskarte sa pamamahala ng diabetes

Sinusuri ng isang kamakailang pag-aaral na inilathala sa journal Nutrients ang pangunahing papel ng gut microbiota sa pathogenesis at pamamahala ng diabetes mellitus (DM).

Ang Papel ng Gut Microbiome sa Diabetes

Ipinakita ng mga nakaraang pag-aaral na ang type 2 diabetes mellitus (T2DM) ay maaaring nauugnay sa ilang mga pagbabago sa komposisyon ng gut microbiota. Sa partikular, ang mga pasyente na may T2DM ay natagpuan na may mas mababang antas ng Firmicutes at Clostridia bacteria kumpara sa mga kontrol.

Napansin din ang mga positibong ugnayan sa pagitan ng Bacteroides-Prevotella hanggang C. coccoides-E. rectal at Bacteroidetes to Firmicutes ratios at plasma glucose concentrations. Ang mga pasyente ng T2DM ay may mas maraming Betaproteobacteria, na positibong nauugnay sa pagbaba ng glucose tolerance.

Ang isang metagenome-wide association study (MGWAS) sa China ay nag-ulat ng microbial dysbiosis sa mga pasyente na may T2DM. Ang ilang mga pathogen tulad ng Clostridium hathewayi, Bacteroides caccae, Eggerthella lenta, Clostridium ramosum, Clostridium symbiosum, at Escherichia coli ay natagpuan sa bituka ng mga pasyenteng ito.

Nagkaroon din ng makabuluhang pagbawas sa butyrate-producing bacteria tulad ng Faecalibacterium prausnitzii, Clostridiales sp. SS3/4, E. rectale, Roseburia inulinivorans, at Roseburia intestinalis. Ang gut microbiome ng mga pasyente ng T2D ay mayroon ding mas maraming mucus-degrading at sulfate-reducing species.

Kinumpirma ng isang pag-aaral sa mga babaeng European na may T2DM na bumaba ang mga antas ng Faecalibacterium prausnitzii at Roseburia intestinalis. Ang isang pagbaba sa limang Clostridium species at isang pagtaas sa apat na Lactobacillus species ay natagpuan din.

Ang mga ugnayan sa pagitan ng Clostridium at glycosylated hemoglobin (HbA1c), C-peptide, plasma triglycerides, at insulin ay negatibo, samantalang ang HbA1c ay positibong nauugnay sa mga antas ng Lactobacillus. Ang mga datos na ito ay nagmumungkahi ng isang kaugnayan ng mga microbial species na ito sa pagbuo ng T2DM.

Ang dysbiosis ay nakakaimpluwensya sa pathogenesis ng T2DM sa pamamagitan ng iba't ibang mga mekanismo ng molekular. Halimbawa, ang gut microbiota ay maaaring makaimpluwensya sa lipid at glucose metabolism, na kung saan ay nakakaimpluwensya sa pagbuo ng T2DM. Ang mga epektong ito ay maaaring pinamagitan ng mahahalagang regulators tulad ng mga acid ng apdo, branched chain amino acid (BCAAs), short chain fatty acids (SCFAs), at bacterial lipopolysaccharides (LPS).

Gut microbiota bilang therapeutic target para sa paggamot sa diabetes

Pinapabuti ng mga probiotic ang glycemic control at insulin sensitivity, lalo na sa mga diabetic at sa mga nasa panganib para sa diabetes.

Ang ilang mga bacterial strain, tulad ng Lactobacillus acidophilus at Bifidobacterium bifidum, ay nagdudulot ng mga positibong epekto sa iba't ibang mga metabolic na proseso. Ang isa sa mga pangunahing mekanismo ng pagkilos ay ang pakikipag-ugnayan ng mga SCFA na may G protein-coupled receptors, na nagpapabuti sa sensitivity ng insulin. Ang mga diskarte sa therapeutic na naglalayong i-activate ang sirtuin 1 (SIRT1) ay nagpakita rin ng mga magagandang resulta sa pagpapabuti ng sensitivity ng insulin at glycemic control sa mga diabetic.

Ang Fetuin-A, isang protina na ginawa ng atay, ay maaaring makapigil sa pagsenyas ng insulin, at ang mga mataas na antas ay nauugnay sa resistensya ng insulin at pagtaas ng pamamaga. Natuklasan ng isang randomized na kinokontrol na pagsubok na ang supplementation na may Lactobacillus casei sa loob ng walong linggo ay nagbawas ng mga antas ng fetuin-A, nadagdagan ang SIRT1, at nagpabuti ng insulin resistance at mga antas ng insulin at postprandial glucose. Ang L. casei ay mayroon ding mga anti-inflammatory na katangian, gaya ng pinatutunayan ng mga pinababang antas ng mga nagpapasiklab na marker gaya ng C-reactive protein (CRP) at tumor necrosis factor α (TNF-α) kasunod ng L. casei supplementation.

Ang mga synbiotics, mga kumbinasyon ng probiotics at prebiotics, ay nag-aalok din ng isang promising na diskarte sa paggamot sa diabetes. Nalaman ng isang pag-aaral sa mga diabetic na sumasailalim sa hemodialysis na ang mga suplementong synbiotic ay makabuluhang nagpababa ng mga konsentrasyon ng insulin, mga antas ng glucose sa pag-aayuno, at resistensya sa insulin habang pinapataas ang pagiging sensitibo sa insulin.

Ang faecal microbial transplantation (FMT), na kinabibilangan ng paglipat ng faecal bacteria mula sa isang malusog na indibidwal patungo sa isa pang indibidwal, ay pinag-aralan para sa paggamot ng T2DM. Nalaman ng isang pag-aaral na ang FMT, nag-iisa man o kasama ng metformin, ay nagresulta sa makabuluhang mga pagpapabuti sa mga pangunahing klinikal na hakbang sa mga pasyenteng may T2DM, kabilang ang mga pagbawas sa body mass index (BMI), pre- at post-meal glucose level, at HbA1c concentrations.

Ang diyeta at ehersisyo ay maaari ding makabuluhang makaimpluwensya sa komposisyon ng gut microbiota. Sinusuportahan ng whole grain at fiber-rich diets ang isang paborable at magkakaibang microbial environment, na humahantong sa paggawa ng mga SCFA, na maaaring mabawasan ang pamamaga at mapabuti ang sensitivity ng insulin.

Ang regular na ehersisyo ay mayroon ding positibong epekto sa gut microbiota, na tumutulong sa mas mahusay na pag-regulate ng mga antas ng glucose sa dugo. Ipinakita ng mga modelo ng mouse na ang ehersisyo ay humahantong sa paggawa ng mga SCFA at nagpapanumbalik ng kalusugan ng bituka.

Ang mga resulta ng pagsusuri ay nagpapahiwatig na ang mekanismo ng microbiota dysbiosis ay maaaring isang potensyal na kadahilanan sa pathogenesis ng T2DM, na kumakatawan sa mga bagong opsyon sa paggamot na nagta-target sa microbiota. Upang bumuo ng mas personalized na mga interbensyong medikal, higit pang pananaliksik ang kailangan para mas maunawaan ang papel ng pagkagambala ng gut microbiota sa pathogenesis at pag-unlad ng T2DM.