„te badania są bardzo ekscytujące, ponieważ sytuacja, którą stworzyliśmy u tych myszy, jest bardzo podobna do sytuacji, przez którą przechodzą ludzie, gdy są leczeni wieloma antybiotykami”, mówi Satchidananda Panda, profesor w Laboratorium Biologii regulacyjnej Salka i starszy autor artykułu. „Teraz, gdy wiemy o tym wpływie na metabolizm glukozy, możemy szukać składników mikrobiomu, które na nie wpływają.”
mikrobiom jest zbiorem mikroorganizmów, które żyją w ciele zwierzęcia, z których wiele jest niezbędnych dla zdrowia. Wcześniejsze badania wykazały, że myszy, których mikrobiomy mają niedobór niektórych rodzajów bakterii, są bardziej narażone na rozwój cukrzycy. Istnieją również dowody na to, że niektóre drobnoustroje mogą chronić przed cukrzycą.
„wielu naukowców przeprowadzających eksperymenty mikrobiologiczne na myszach używa antybiotyków do usuwania bakterii przed ich interwencją”, mówi Amir Zarrinpar, adiunkt na UC San Diego i pierwszy autor artykułu. „Pokazujemy, że takie oczyszczanie ma ogromny wpływ na metabolizm myszy. Tak więc niektóre efekty metaboliczne można przypisać temu wyczerpaniu, a nie interwencji.”
naukowcy nie postanowili przyjrzeć się dokładnie temu, jak indukowane antybiotykami wyczerpanie wpływa na poziom glukozy. Chcieli przyjrzeć się dobowemu (24-godzinnemu) rytmowi metabolizmu myszy, gdy mikrobiom jest wyczerpany. Tego typu badania są często przeprowadzane na myszach hodowanych w środowiskach wolnych od zarazków.
„ponieważ nie mieliśmy dostępu do tych myszy wolnych od zarazków, zdecydowaliśmy się zamiast tego uszczuplić mikrobiom przy użyciu zwykłych antybiotyków z kliniki”, mówi Panda. Badacze użyli do tego koktajlu czterech różnych antybiotyków u myszy. „Ta słabość-brak odpowiedniego rodzaju myszy-stała się siłą, która pozwoliła nam dokonać tego nieoczekiwanego odkrycia”, mówi Panda.
po leczeniu myszy, badacze zauważyli, że nastąpił duży spadek różnorodności mikroorganizmów obecnych w ich jelitach, zgodnie z oczekiwaniami. Kiedy przyjrzeli się metabolizmowi myszy, odkryli, że są w stanie usunąć glukozę z krwi znacznie szybciej niż oczekiwano.
dalsze badania wykazały, że tkanka jelita grubego u myszy działała jak rodzaj pochłaniacza glukozy-absorbując dodatkowy cukier, a tym samym zmniejszając jego poziom we krwi. To zachowanie pasuje do obserwacji, że myszy miały dwukropki, które były znacznie zwiększone.
naukowcy odkryli następnie, że te zmiany metaboliczne były rzeczywiście związane ze zmianami w czynności wątroby i kwasami żółciowymi, które były uwalniane przez wątrobę. Myszy nie miały zmian w składzie tkanki tłuszczowej ani w tym, co jadły — dwie rzeczy, które normalnie wpływają na metabolizm glukozy i o których wiadomo, że odgrywają rolę w cukrzycy typu 2 u ludzi.
„nie sugerujemy, aby cukrzyca typu 2 była leczona antybiotykami” – wyjaśnia Panda.
Zarrinpar dodaje: „interesujące jest to, że istnieje sposób, w jaki można manipulować mikrobiomem, aby jelita wytwarzały wysokie poziomy hormonów, które czynią organizm bardziej wrażliwym na insulinę.”
następnym krokiem jest przyjrzenie się, w jaki sposób zachodzą zmiany w wątrobie i który składnik mikrobiomu wpływa na zmiany. „Być może moglibyśmy znaleźć sposoby na wspieranie wzrostu niektórych drobnoustrojów jelitowych i wywoływanie tych zmian w regulacji glukozy u ludzi”, podsumowuje Panda. „Jesteśmy teraz o krok bliżej do przetłumaczenia tych badań.”