Мікробіота та метаболічні захворювання - нові концепції нових стратегій
Ремі Бурселін *, Саймон Ніколас та Вінсент Бласко-Баке
Національний інститут охорони здоров’я та медичних досліджень (Inserm), Тулуза, Франція. Університет Поля Сабатьє (UPS), спільний дослідницький підрозділ (UMR) 1048, Інститут метаболічних та серцево-судинних захворювань (I2MC), група 2 (кишкові фактори ризику: діабет, серцева недостатність та дисліпідемія), лікарня Рангейл, F-31432 Тулуза Седекс 4, Франція
Через понад півтора століття, тобто. з тих пір, як Луї Пастер працював над мікробами, ферментацією та хворобами, біологічна наука зробила величезний крок у пізнанні бактерій. Завдяки надпотужному “мікроскопу”, тобто. надшвидке секвенування ДНК, вчені змогли прочитати та згрупувати в каталозі за останнє десятиліття генний код бактерій, тобто. метагеном на поверхні нашого епітелію. Зовсім недавно були виявлені живі бактерії в жировій тканині, що визначають мікробіоти тканин, а також такі бактеріальні фрагменти, як ДНК в печінці, мозку та крові. Метагеномічні аналізи великих груп пацієнтів виявили тісні кореляційні зв'язки між генами бактерій у нашому кишечнику та ротовій порожнині та такими захворюваннями, як метаболічні захворювання, діабет, ожиріння, деякі захворювання печінки, ниркової та серцевої недостатності, а також судинні захворювання. Деякі причинно-наслідкові механізми були запропоновані у гризунів і можуть створити грунт для нових терапевтичних стратегій, які можуть впливати як на мікроби, так і на відповідні цілі господаря.
Починаючи з Луї Пастера, науковому співтовариству знадобилося близько півтора століття, щоб розшифрувати шляхом секвенування та перерахувати в каталозі всі гени бактерій, які є на поверхні нашого епітелію, згруповані під терміном "метагеном". [69] (→). У 2014 році з проб калу у 1268 пацієнтів з трьох різних континентів було виявлено майже 10 мільйонів бактеріальних генів [1]. Отже, бактерії, які нас колонізують, були б такими ж численними, або чисельнішими, ніж наші клітини [2]. Водночас порівняння когорт з різних джерел (китайських та датських) виявило розподіл цих генів залежно від походження досліджуваних особин. Ці гени є частиною геному тисяч видів бактерій, більшість з яких досі не ідентифіковані. Сьогодні дані про ці бактерії та гени, зібрані на міжнародному рівні, збираються консорціумом (міжнародний мікробіомний проект), щоб мати можливість класифікувати цей метагеном за групами досліджуваних осіб та захворюваннями, які вони представляють [66] (→).
(→) Див. «Синтез» Дж. Вайссенбаха та А. Сгіра, сторінка 937 цього випуску
(→) Див. «Синтез» Х. М. Блотьєра та Ж. Доре, сторінка 944 цього випуску
Хвороби метаболізму, переглянуті завдяки метагеноміці
Епітеліальна, внутрішньоклітинна та внутрішньоклітинна мікробіота. Мікробіота вирівнює всі наші епітелії різноманітністю та кількістю, яка залежить від регіону. Імунна система, антиген-презентуючі клітини (АРС), лімфоцити, поліморфно-ядерні клітини та вроджені лімфоїдні клітини захищають наш організм від вторгнення цих бактерій. Однак відбувається фізіологічна транслокація бактерій з епітелію в кров, лімфу та тканини. Ця внутрішньоклітинна мікробіота, розташована в циркулюючих імунних клітинах, переноситься до тканин. Це не тільки сприятиме гомеостазу тканин, але й у разі дисбіозу тканин розвиватиме певні патології.
Мікробіота або ... мікробіота ?
Фактично існує двосторонній зв’язок між дисбіозом ротової порожнини та метаболічними захворюваннями. Насправді гіперглікемія, дисліпідемія або хронічне системне запалення можуть змінювати рН та вологість у ротовій порожнині, а отже, і бактеріальний склад зубних відкладень, що призводить до тиску на мікробіоти та розвитку дисбіозу. Погана гігієна порожнини рота або умови навколишнього середовища, таким чином, сприяють розвитку дисбіозу, який, можливо, супроводжує метаболічні захворювання [31].
Мікробіота та терапія ожиріння та діабету 2 типу
Діабет 2 типу та дисбіоз порожнини рота мікробіоти: нова терапевтична мета в персоналізованому догляді за пацієнтами. Багата дієта є фактором ризику розвитку діабету типу 2. У хворих на цукровий діабет спостерігається дисбіоз кишечника та мікробіоти ротової порожнини із зміною співвідношення Bacteroides до Firmicutes. Цей дисбіоз може бути націлений та модифікований різними терапевтичними агентами, такими як їжа, пре- та пробіотики, антибіотики, метформін або фекальна терапія. Ця терапія може модулювати дисбіоз та значно покращити глікемічні параметри хворих на цукровий діабет.
(→) Див. Синтез Б. Торенса, РС n ° 8-9, серпень-вересень 2003 р., сторінка 860
Деякі засоби проти діабету, такі як метформін, що застосовується як перша фармакологічна терапія при цукровому діабеті 2 типу, діють на мікробіоти кишечника [41]. Це пояснюється тим, що метформін метаболізується в кишечнику такими бактеріями, як Кишкова паличка які виробляють похідні фолію, здатні взаємодіяти з клітинами хазяїна [42]. Біологічні функції, породжувані цими бактеріальними метаболічними похідними, чітко не встановлені, але можуть включати окислювальний стрес та захист кишечника. Таким чином, доведений терапевтичний вплив метформіну на рівень цукру в крові може залежати від впливу, спричиненого мікробіотою. Зауважте, що дві третини хворих на цукровий діабет, які отримували великі дози метформіну, мають діарею. Таким чином, зростання певних бактерій, які ми спостерігаємо, може брати участь у терапевтичному ефекті, який ми отримуємо з метформіном.
(→) Див. «Синтез» Дж. К. Лагіра та Д. Рауля, сторінка 991 цього випуску
Механізми дії
Бактеріальна сторона
Приймаюча сторона
(→) Див. Синтез Л. Гемзера та ін., РС n ° 5, травень 2016 року, сторінка 461
Висновок
Розшифровка персоналізованої мікробіоти тканин і крові потребуватиме використання комп’ютерних та математичних засобів, адаптованих до великих даних, які будуть отримані від великих груп пацієнтів. Бактерії навколо нас були відібрані протягом 3 мільярдів років еволюції. Ми лише починаємо своє занурення в глибину, відкриваючи занурене обличчя айсберга, але перша зібрана інформація вже багата терапевтичними обіцянками.
Посилання, що цікавлять
Автори заявляють, що не мають ніякого інтересу стосовно даних, опублікованих у цій статті.
Різноманітність враховує багатство мікробних видів та їх велику кількість.