Ερευνητές στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Όρεγκον ανακάλυψαν μια νέα αναλυτική μέθοδο που ρίχνει φως σε ένα διαρκές μυστήριο σχετικά με τον διαβήτη τύπου 2. Γιατί ορισμένοι παχύσαρκοι ασθενείς αναπτύσσουν τη νόσο και άλλοι όχι. Ο διαβήτης τύπου 2 είναι μια σοβαρή μεταβολική ασθένεια που επηρεάζει περίπου έναν στους 10 Αμερικανούς. Παλαιότερα γνωστός ως διαβήτης ενηλίκων, είναι μια χρόνια πάθηση που επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο το σώμα μεταβολίζει τη γλυκόζη, ένα σάκχαρο που είναι βασική πηγή ενέργειας. Αυτός ο τύπος διαβήτη συνδέεται συχνά με την παχυσαρκία.
Για ορισμένους ασθενείς, αυτό σημαίνει ότι το σώμα τους δεν ανταποκρίνεται σωστά στην ινσουλίνη — αντιστέκεται στις επιδράσεις της ινσουλίνης, της ορμόνης που παράγεται από το πάγκρεας και ανοίγει την πόρτα για να εισέλθει η ζάχαρη στα κύτταρα. Στα τελευταία στάδια της νόσου, όταν το πάγκρεας είναι εξαντλημένο, οι ασθενείς δεν παράγουν αρκετή ινσουλίνη για να διατηρήσουν τα φυσιολογικά επίπεδα γλυκόζης. Σε κάθε περίπτωση, το σάκχαρο συσσωρεύεται στην κυκλοφορία του αίματος και, εάν αφεθεί χωρίς θεραπεία, το αποτέλεσμα βλάπτει πολλά κύρια όργανα, μερικές φορές σε βαθμό αναπηρίας ή απειλητικό για τη ζωή.
Ένας βασικός παράγοντας κινδύνου για τον διαβήτη τύπου 2 είναι το υπερβολικό βάρος, συχνά αποτέλεσμα της κατανάλωσης υπερβολικού λίπους και ζάχαρης σε συνδυασμό με χαμηλή σωματική δραστηριότητα. Ο Andrey Morgun και η Natalia Shulzhenko του OSU και ο Giorgio Trinchieri του Εθνικού Ινστιτούτου Καρκίνου ανέπτυξαν μια νέα αναλυτική τεχνική, ανάλυση δικτύου πολλαπλών οργάνων, για να διερευνήσουν τους μηχανισμούς πίσω από τη συστηματική αντίσταση στην ινσουλίνη σε πρώιμο στάδιο. Οι επιστήμονες προσπάθησαν να μάθουν ποια όργανα, βιολογικά μονοπάτια και γονίδια παίζουν ρόλο.
Ευρήματα, τα οποία δείχνουν ότι ένας συγκεκριμένος τύπος μικροβίου του εντέρου οδηγεί σε λευκό λιπώδη ιστό που περιέχει κύτταρα μακροφάγων -μεγάλα κύτταρα που αποτελούν μέρος του ανοσοποιητικού συστήματος- που σχετίζονται με την αντίσταση στην ινσουλίνη, δημοσιεύθηκαν στο Journal of Experimental Medicine. Στο ανθρώπινο σώμα, ο λευκός λιπώδης ιστός είναι ο κύριος τύπος λίπους. “Τα πειράματά μας και η ανάλυσή μας προβλέπουν ότι μια δίαιτα υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά/υψηλή ζάχαρη δρα κυρίως στον λευκό λιπώδη ιστό προκαλώντας βλάβες που σχετίζονται με τη μικροχλωρίδα στη διαδικασία σύνθεσης ενέργειας, οδηγώντας σε συστηματική αντίσταση στην ινσουλίνη”, δήλωσε ο Morgun, αναπληρωτής καθηγητής Φαρμακευτικών Επιστημών στο το OSU College of Pharmacy.
“Οι θεραπείες που τροποποιούν τη μικροχλωρίδα ενός ασθενούς με τρόπους που στοχεύουν στην αντίσταση στην ινσουλίνη στα κύτταρα των μακροφάγων του λιπώδους ιστού θα μπορούσαν να αποτελέσουν μια νέα θεραπευτική στρατηγική για τον διαβήτη τύπου 2”. Το μικροβίωμα του ανθρώπινου εντέρου διαθέτει περισσότερα από 10 τρισεκατομμύρια μικροβιακά κύτταρα από περίπου 1.000 διαφορετικά βακτηριακά είδη. Ο Morgun και ο Shulzhenko, αναπληρωτής καθηγητής στο Carlson College of Veterinary Medicine του OSU, σε παλαιότερη έρευνα ανέπτυξαν μια υπολογιστική μέθοδο, ανάλυση δικτύου transkingdom, που προβλέπει συγκεκριμένους τύπους βακτηρίων που ελέγχουν την έκφραση γονιδίων θηλαστικών που συνδέονται με συγκεκριμένες ιατρικές καταστάσεις όπως ο διαβήτης.
“Ο διαβήτης τύπου 2 είναι μια παγκόσμια πανδημία και ο αριθμός των διαγνώσεων αναμένεται να συνεχίσει να αυξάνεται τα επόμενα 10 χρόνια”, δήλωσε ο Shulzhenko. “Η λεγόμενη “δυτική δίαιτα”—με υψηλή περιεκτικότητα σε κορεσμένα λιπαρά και επεξεργασμένα σάκχαρα—είναι ένας από τους πρωταρχικούς παράγοντες. Όμως τα βακτήρια του εντέρου διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη διαμεσολάβηση των επιπτώσεων της δίαιτας.” Στη νέα μελέτη, οι επιστήμονες βασίστηκαν τόσο στην ανάλυση του δικτύου transkingdom όσο και στην ανάλυση του δικτύου πολλών οργάνων. Διεξήγαγαν επίσης πειράματα σε ποντίκια, κοιτάζοντας το έντερο, το συκώτι, τους μυς και τον λευκό λιπώδη ιστό και εξέτασαν τη μοριακή υπογραφή -τα οποία εκφράζονταν τα γονίδια- των μακροφάγων λευκού λιπώδους ιστού σε παχύσαρκους ανθρώπους.
“Ο διαβήτης που προκαλείται από τη δυτική διατροφή χαρακτηρίζεται από μιτοχονδριακή βλάβη που εξαρτάται από τα μικροβιακά”, είπε ο Morgun. “Ο λιπώδης ιστός έχει κυρίαρχο ρόλο στη συστηματική αντίσταση στην ινσουλίνη και χαρακτηρίσαμε το πρόγραμμα γονιδιακής έκφρασης και τον βασικό ρυθμιστή των μακροφάγων του λιπώδους ιστού που σχετίζονται με την αντίσταση στην ινσουλίνη. Ανακαλύψαμε ότι το μικρόβιο Oscillibacter, εμπλουτισμένο από μια δυτική διατροφή, προκαλεί αύξηση του ανθεκτικού στην ινσουλίνη μακροφάγου λιπώδους ιστού”. Οι ερευνητές προσθέτουν, ωστόσο, ότι το Oscillibacter δεν είναι πιθανότατα ο μόνος μικροβιακός ρυθμιστής για την έκφραση του βασικού γονιδίου που προσδιόρισαν.