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I ricercatori sul diabete hanno scoperto che il microbiota intestinale regola la crescita del pancreas, la funzione esocrina e gli ormoni intestinali

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I risultati mostrano che le alterazioni del microbiota intestinale possono essere in grado di aiutare a trattare la disfunzione pancreatica e ormonale nei pazienti diabetici

pancreas

 I microbi intestinali possono regolare le funzioni esocrine ed endocrine del pancreas e la produzione ormonale del tratto gastrointestinale, scoperte che possono aiutare a sviluppare potenziali trattamenti per il diabete e altre malattie, un team di ricercatori del Boston College, del Joslin Diabetes Center e dell’Università di Maastricht, Paesi Bassi, riferiscono sulla rivista Diabetes .

I risultati del team aprono una nuova strada per comprendere meglio l’interazione tra i microbi intestinali e il pancreas, ha affermato Emrah Altindis, professore associato di biologia del Boston College, coautore del rapporto. A lungo termine, questi risultati hanno il potenziale per aiutare a sviluppare nuove terapie basate sul microbiota intestinale per normalizzare la funzione del pancreas nei pazienti diabetici obesi.

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“I nostri risultati sono piuttosto nuovi e molto eccitanti”, ha affermato Altindis. “Per quanto ne sappiamo, questo è il primo studio che mostra che i microbi intestinali svolgono questo ruolo importante nella regolazione della funzione del pancreas, delle dimensioni e della secrezione degli ormoni intestinali nei topi”.

Il team ha anche confermato i risultati delle loro scoperte sugli esseri umani adottando l’approccio per curare un gruppo di uomini obesi.

Più di 37 milioni di americani hanno il diabete e più del 40 per cento della popolazione statunitense è classificata come obesa, secondo i Centri statunitensi per il controllo e la prevenzione delle malattie. Studi precedenti hanno dimostrato che la composizione del microbiota intestinale cambia con queste malattie, tuttavia, il ruolo di questo microbiota intestinale alterato sulle funzioni dell’ospite, che vanno dalla secrezione ormonale alle funzioni metaboliche, rimane poco chiaro.

Il team ha studiato il ruolo dei microbi intestinali sulla funzione del pancreas utilizzando modelli murini di obesità e diabete, ha affermato Altindis. Il pancreas era l’obiettivo centrale perché l’organo secerne gli ormoni che regolano il metabolismo dell’ospite e gli enzimi per la digestione. La sua funzione è compromessa nel diabete.

Il team ha impiegato due antibiotici comunemente usati – vancomicina e metronidazolo – per “rimodellare” il microbiota intestinale nei topi che erano stati alimentati con una dieta ricca di grassi (HFD) e un gruppo di controllo ha nutrito un prodotto alimentare bilanciato Di conseguenza, questi topi non erano solo obesi, ma anche resistenti all’insulina come milioni di pazienti con diabete di tipo 2, ha detto Altindis.

Tutti i topi con una dieta ricca di grassi sono diventati obesi, rispetto al gruppo di controllo. Un sottogruppo di topi obesi è stato trattato con gli antibiotici vancomicina o metronidazolo – che hanno efficacemente rimodellato il microbiota intestinale – e mentre questo sottogruppo è rimasto obeso, questi topi hanno mostrato una maggiore sensibilità all’insulina. Questi topi con microbiota intestinale rimodellato erano meno diabetici e più tolleranti al glucosio rispetto ai topi obesi che non avevano ricevuto gli antibiotici, ha affermato Altindis.

Allo stesso modo, il trattamento con antibiotici ha reso i topi magri ancora più sensibili all’insulina.

“Questa coerenza nei nostri risultati sia nei topi magri che in quelli obesi suggerisce che gli effetti sul metabolismo dell’ospite sono indipendenti dalla dieta e/o dalla massa grassa, ma direttamente correlati alla composizione alterata del microbiota intestinale”, ha affermato Altindis.

Inoltre, la dieta ricca di grassi ha aumentato le dimensioni del pancreas nel gruppo di topi obesi, ma dopo il trattamento antibiotico le dimensioni del pancreas sono tornate alla normalità, riferisce il team. In particolare, gli enzimi pancreatici essenziali per la digestione sono stati alterati dalla dieta ricca di grassi ma sono tornati a livelli normali o sono stati ulteriormente alterati dopo il trattamento antibiotico.

Questa alterazione degli enzimi pancreatici era specifica per i topi “obesi” e non è stata osservata nei topi magri, indicando che i topi magri non avevano alterazioni simili nella funzione del pancreas con gli antibiotici, ha detto Altindis. La scoperta ha ulteriormente confermato gli effetti dannosi di una dieta ricca di grassi sulla funzione pancreatica.

Tra i topi obesi trattati con antibiotici, il team ha scoperto che gli ormoni intestinali prodotti dal sistema gastrointestinale, che sono fondamentali per la regolazione del metabolismo, sono tornati a livelli normali paragonabili a quelli dei topi magri.

Al fine di testare che gli effetti sugli ormoni intestinali sono guidati al 100% dal microbiota intestinale, i ricercatori si sono rivolti a un modello murino privo di germi, uno che non porta microbi, ha detto Altindis.

“Quando abbiamo trasferito il microbiota intestinale di topi trattati con antibiotici nell’intestino di topi privi di germi, hanno mostrato tutti gli effetti osservati nei topi donatori dimostrando che i microbi intestinali sono responsabili di questi effetti sugli ormoni intestinali e regolano direttamente i processi di produzione degli ormoni intestinali dell’ospite “, ha detto Altindis, osservando che i topi sterili non hanno ricevuto antibiotici.

Per dimostrare se le loro osservazioni erano vere nei pazienti umani, il team ha studiato campioni fecali ottenuti da uomini obesi resistenti all’insulina che erano stati trattati con vancomicina per una settimana.

“Abbiamo dimostrato che una settimana di trattamento con vancomicina era sufficiente per alterare i livelli degli enzimi del pancreas, un risultato molto simile ai nostri risultati nei topi”, ha detto Altindis. “Stiamo lavorando a studi di follow-up per comprendere meglio i meccanismi sottostanti e identificare specie e prodotti batterici specifici che portano queste alterazioni funzionali”.

Altindis e l’autore corrispondente C. Ronald Kahn, MD, del Joslin Diabetes Center hanno progettato lo studio insieme. Altri ricercatori includevano Khyati Girdhar, Qian Huang, Bharathi Sundaresh, Maximilian Figura e Amol Raisingani del Boston College; Marion Soto, Lucie Orliaguet, Carly Cederquist, Jiang Hu, Ercument Dirice, Shiho Fujisaka e Rohit N. Kulkarni del Joslin Diabetes Center; ed Emanuel E. Canfora, Gijs H. Goossens ed Ellen E. Blaak dell’Università di Maastricht.

La sfida futura è determinare le singole specie batteriche o prodotti batterici responsabili degli effetti osservati, ha affermato Altindis. Inoltre, sono necessari ulteriori studi per determinare la spiegazione del legame tra la funzione esocrina alterata nei pazienti diabetici e obesi e il loro microbiota intestinale.

La ricerca è stata supportata dal National Institutes of Health, dal National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases del NIH, dalla G. Harold & Leila Y. Mathers Foundation, dal Joslin Diabetes Center e dalla TI Food and Nutrition dei Paesi Bassi.

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