La dieta può alterare l'efficacia del farmaco per il diabete di tipo 2 attraverso la sua azione sui batteri intestinali,

spettacoli di studio Ricerca pubblicata in Cellula il 29 agosto dai gruppi di Filipe Cabreiro dell'MRC London Institute of Medical Sciences e Imperial College e Christoph Kaleta dell'Università di Kiel in Germania ha dimostrato che la dieta può alterare l'efficacia di un farmaco per il diabete di tipo 2 attraverso la sua azione sui batteri intestinali.

I batteri che risiedono nel nostro tratto gastrointestinale, chiamato microbioma intestinale, producono numerose molecole in grado di influenzare la salute e la malattia. È noto che la funzione del microbioma intestinale è regolata sia dalla dieta che da farmaci come il farmaco metformina, che è usato per trattare il diabete di tipo 2 e ha dimostrato di prolungare la durata della vita di diversi organismi. Però, capire il complicato, relazioni multidirezionali tra dieta, farmaci e il microbioma intestinale rappresentano una sfida considerevole. "Districarsi questa rete di interazioni è della massima importanza poiché il meccanismo d'azione specifico della metformina non è ancora chiaro, "dice Filipe Cabreiro.

Una nuova tecnica di screening

Cabreiro e il suo team hanno sviluppato un'innovativa tecnica di screening ad alto rendimento a quattro vie per capire meglio come la dieta, i farmaci e il microbioma intestinale interagiscono per influenzare la fisiologia dell'ospite. Hanno usato il verme nematode C. elegans colonizzato con i batteri intestinali umani E. coli come modello semplificato di microbioma ospite e lo ha esposto alla metformina in presenza di centinaia di diversi composti nutrizionali.

Hanno scoperto che il trattamento con metformina alterava il metabolismo e la durata della vita del C. elegans ospite e che questi effetti potrebbero essere potenziati o soppressi da nutrienti specifici. In modo cruciale, è stato rivelato che i batteri intestinali hanno svolto un ruolo chiave nel mediare questo fenomeno.

L'importanza della dieta e dei batteri intestinali spiegano perché in precedenza era stato dimostrato che la metformina non aveva alcun effetto sulla durata della vita di un altro organismo comunemente studiato, il moscerino della frutta. Helena Cocheme, che ha collaborato a questo studio dice "Come si è scoperto, il cibo da laboratorio tipico dei moscerini della frutta è ricco di zuccheri. Dopo aver tolto lo zucchero, abbiamo anche visto effetti positivi della metformina nei moscerini della frutta colonizzati da E. coli".

La segnalazione dei nutrienti batterici è un modulatore centrale delle interazioni microbi-ospite-farmaco

Ulteriori analisi hanno rivelato che i batteri possiedono un meccanismo sofisticato che consente loro di coordinare i segnali nutrizionali e della metformina e di ricablare di conseguenza il proprio metabolismo. Per effetto di questo adattamento, i batteri accumulano un metabolita chiamato agmatina che si è dimostrato necessario per gli effetti positivi della metformina sulla salute dell'ospite.

E gli umani?

Cabreiro ha collaborato con Christoph Kaleta dell'Università di Kiel per verificare se i risultati trovati in C. elegans potrebbe essere osservato anche nel microbiota più complesso degli esseri umani. Hanno analizzato i dati relativi al microbioma, stato nutrizionale e farmacologico di un'ampia coorte di pazienti diabetici di tipo 2 e controlli sani. "Intrigante, abbiamo scoperto che il trattamento con metformina era fortemente associato a una maggiore capacità di produzione di agmatina batterica, " dice Kaleta. È importante sottolineare che potrebbero riprodurre i loro risultati in diverse coorti indipendenti di pazienti diabetici di tipo 2 in tutta Europa. Inoltre, le specie batteriche risultate essere i principali produttori di agmatina erano quelle note per essere aumentate nel microbioma intestinale dei pazienti diabetici di tipo 2 trattati con metformina.

Implicazioni per il trattamento con metformina

I nostri risultati fanno luce su come la complessa rete di interazioni tra dieta, il microbiota e l'ospite influiscono sull'efficacia dei farmaci. Con il nostro approccio di screening ad alto rendimento ora abbiamo finalmente uno strumento a portata di mano che ci consente di affrontare questa complessità".

Filipe Cabreiro dell'MRC London Institute of Medical Sciences

I risultati di questo studio possono aiutare a informare le linee guida dietetiche o lo sviluppo di batteri geneticamente modificati che potrebbero essere utilizzati per migliorare gli effetti benefici della metformina. Possono anche fornire una preziosa visione delle prove che suggeriscono che i pazienti diabetici di tipo 2 trattati con metformina sono più sani e vivono più a lungo rispetto agli individui non diabetici.

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