Bacterias que residen en nuestro tracto gastrointestinal, conocido como el microbioma intestinal, producen numerosas moléculas capaces de influir en la salud y la enfermedad. Se sabe que la función del microbioma intestinal está regulada tanto por la dieta como por medicamentos como la metformina, que se utiliza para tratar la diabetes tipo 2 y se ha demostrado que prolonga la vida útil de varios organismos. Sin embargo, entendiendo lo complicado, relaciones multidireccionales entre la dieta, Los fármacos y el microbioma intestinal representan un desafío considerable. "Desenredar esta red de interacciones es de suma importancia ya que el mecanismo de acción específico de la metformina aún no está claro, "dice Filipe Cabreiro.
Cabreiro y su equipo desarrollaron una innovadora técnica de detección de alto rendimiento de cuatro vías para comprender mejor cómo la dieta, los fármacos y el microbioma intestinal interactúan para influir en la fisiología del huésped. Usaron el gusano nematodo C. elegans colonizado con la bacteria intestinal humana E. coli como un modelo simplificado de microbioma huésped y lo expuso a metformina en presencia de cientos de compuestos nutricionales diferentes.
Descubrieron que el tratamiento con metformina alteraba el metabolismo y la vida útil del C. elegans huésped y que estos efectos podrían potenciarse o suprimirse mediante nutrientes específicos. Crucialmente, se reveló que las bacterias intestinales desempeñaban un papel clave en la mediación de este fenómeno.
La importancia de la dieta y las bacterias intestinales explica por qué anteriormente se demostró que la metformina no tiene ningún efecto en la vida útil de otro organismo comúnmente estudiado. la mosca de la fruta. Helena Cochemé, que colaboró en este estudio dice "Resultó que el alimento típico de laboratorio de las moscas de la fruta es rico en azúcares. Después de eliminar el azúcar, también vimos efectos positivos de la metformina en las moscas de la fruta colonizadas con E. coli ".
Un análisis más detallado reveló que las bacterias poseen un mecanismo sofisticado que les permite coordinar las señales nutricionales y de metformina y reconfigurar su propio metabolismo en consecuencia. Como resultado de esta adaptación, las bacterias acumulan un metabolito llamado agmatina que se ha demostrado que es necesario para los efectos positivos de la metformina en la salud del huésped.
Cabreiro colaboró con Christoph Kaleta de la Universidad de Kiel para investigar si los resultados encontrados en C. elegans también podría observarse en la microbiota más compleja de los seres humanos. Analizaron datos relacionados con el microbioma, estado nutricional y farmacológico de una gran cohorte de pacientes diabéticos tipo 2 y controles sanos. "Curiosamente, encontramos que el tratamiento con metformina estaba fuertemente asociado con una mayor capacidad de producción de agmatina bacteriana, "dice Kaleta. Es importante destacar que pudieron reproducir sus hallazgos en varias cohortes independientes de pacientes diabéticos tipo 2 en toda Europa. Es más, las especies bacterianas que se encontraron como principales productoras de agmatina fueron las que se sabe están aumentadas en el microbioma intestinal de los pacientes diabéticos tipo 2 tratados con metformina.
Nuestros resultados arrojan luz sobre cómo la compleja red de interacciones entre la dieta, La microbiota y el huésped impactan en la eficacia de los medicamentos. Con nuestro enfoque de cribado de alto rendimiento, finalmente tenemos una herramienta a mano que nos permite abordar esta complejidad ".
Filipe Cabreiro del MRC London Institute of Medical Sciences
Los hallazgos de este estudio pueden ayudar a informar las pautas dietéticas o el desarrollo de bacterias modificadas genéticamente que podrían usarse para mejorar los efectos beneficiosos de la metformina. También pueden proporcionar información valiosa sobre la evidencia que sugiere que los pacientes diabéticos tipo 2 tratados con metformina son más saludables y viven más que los individuos no diabéticos.
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