“Questa ricerca è molto emozionante, perché la situazione che abbiamo creato in questi topi è molto simile a quello che gli esseri umani passano attraverso quando sono trattati con antibiotici multipli”, dice Satchidananda Panda, docente di Salk Normativo del Laboratorio di Biologia e l’autore senior. “Ora che sappiamo di questi effetti sul metabolismo del glucosio, possiamo cercare componenti del microbioma che li influenzano.”
Il microbioma è la raccolta di microrganismi che vivono nel corpo di un animale, molti dei quali sono essenziali per la salute. Studi precedenti hanno dimostrato che i topi i cui microbiomi sono carenti in alcuni tipi di batteri hanno maggiori probabilità di sviluppare il diabete. Ci sono anche alcune prove che alcuni microbi possono essere protettivi contro il diabete.
“Molti scienziati che fanno esperimenti sul microbioma con i topi usano antibiotici per eliminare i batteri prima del loro intervento”, afferma Amir Zarrinpar, assistente professore presso UC San Diego e primo autore del documento. “Dimostriamo che tale schiarimento ha un enorme effetto sul metabolismo del topo. Quindi alcuni effetti metabolici possono essere attribuiti a questo esaurimento piuttosto che all’intervento.”
I ricercatori non hanno deciso di esaminare in modo specifico come la deplezione indotta da antibiotici influenza i livelli di glucosio. Volevano guardare i ritmi circadiani (24 ore) del metabolismo dei topi quando il microbioma è esaurito. Questo tipo di ricerca è spesso fatto con topi allevati in ambienti senza germi.
“Poiché non avevamo accesso a questi topi senza germi, abbiamo deciso di esaurire invece il microbioma usando antibiotici comuni della clinica”, afferma Panda. I ricercatori hanno usato un cocktail di quattro diversi antibiotici nei topi per farlo. “Questa debolezza became non avere il giusto tipo di topi became è diventata una forza che ci ha permesso di fare questa scoperta inaspettata”, dice Panda.
Dopo aver trattato i topi, i ricercatori hanno osservato che c’era una grande diminuzione della diversità dei microrganismi presenti nelle loro viscere, come previsto. Quando hanno esaminato i metabolismi dei topi, hanno scoperto che erano in grado di eliminare il glucosio dal loro sangue molto più velocemente del previsto.
Ulteriori studi hanno dimostrato che il tessuto del colon nei topi agiva come una sorta di lavandino per il glucosio-assorbendo lo zucchero extra e riducendo così i suoi livelli nel sangue. Questo comportamento si adatta all’osservazione che i topi avevano due punti che erano notevolmente aumentati di dimensioni.
I ricercatori hanno poi scoperto che questi cambiamenti metabolici erano in realtà correlati ai cambiamenti nella funzionalità epatica e agli acidi biliari che venivano rilasciati dal fegato. I topi non hanno avuto cambiamenti nella composizione del grasso corporeo o in ciò che mangiavano – le due cose che normalmente influenzano il metabolismo del glucosio e sono noti per svolgere un ruolo nel diabete di tipo 2 negli esseri umani.
“Non stiamo suggerendo che il diabete di tipo 2 sia trattato con antibiotici”, spiega Panda.
Zarrinpar aggiunge: “È solo interessante vedere che c’è un modo in cui il microbioma può essere manipolato per far sì che l’intestino produca alti livelli di ormoni che rendono il corpo più sensibile all’insulina.”
I prossimi passi sono guardare come si verificano i cambiamenti nel fegato e quale componente del microbioma sta influenzando i cambiamenti. “Forse potremmo trovare modi per sostenere la crescita di alcuni microbi intestinali e indurre questi cambiamenti nella regolazione del glucosio negli esseri umani”, conclude Panda. “Ora siamo un passo avanti verso la traduzione di questa ricerca.”