Elhízott és cukorbetegek májában, zsírszövetében és vérében azonosított mikrobiális aláírások

Az elhízásban és a 2-es típusú cukorbetegségben szenvedő egyének megváltoztatták a bél mikrobiómájának összetételét. Egy új tanulmány felfedezte a 2-es típusú cukorbetegséghez kapcsolódó szöveti baktérium-aláírásokat.

Amikor az okozó tényezőt keresték az inzulinrezisztencia és az alacsony fokú gyulladás kialakulásához, amely általában az elhízást és a cukorbetegséget kíséri, a múltban a tudósok a bakteriális lipopoliszacharid (LPS) felé fordultak mint kiváltó tényező.

A bél mikrobiota okozati szerepe az elhízásban és a 2-es típusú cukorbetegségben (T2D) azonban továbbra is megfoghatatlan. Míg a tanulmányok döntő többsége a széklet mikrobiotájának tanulmányozására összpontosított elhízott, cukorbetegeknél, kevéssé ismert a metabolikus kontrollban részt vevő szövetekben és szervekben található mikrobiális aláírásokról.

Anhê és munkatársai új tanulmánya egyedülálló mikrobiális profilt fedez fel a májban, a zsírszövetben és a plazmában kóros elhízásban és cukorbetegségben szenvedőknél.

A szerzők mikrobiális szignatúrákat vizsgáltak 16S riboszomális RNS génalapú baktériumok mennyiségi meghatározásával plazma, máj és omentális, mesenterialis és szubkután zsírszövetekben. Ahogy a placenta mikrobiom kutatásakor történik, ezek a szövetek általában alacsony mikrobiális terhelést mutatnak. Valójában a mikrobiómájuk tanulmányozása során felmerülő fontos kihívások közé tartozik a bakteriális DNS alacsony mennyisége; nagy mennyiségű polimeráz láncreakció inhibitorok; és baktériumok DNS-szennyeződései a környezetből, reagensek és fogyóanyagok. Ezeket a korlátokat a mintavétel és az elemzés során a szennyeződés gondos ellenőrzésével túllépték; különféle mikrobiális profilok szennyezés-tudatos elemzésének biztosítása; és kiterjedt vezérlőkészleteket tartalmaz az összehasonlításhoz.

Szövet-specifikus mikrobiális aláírásokat azonosítottak, a májban és az omentális zsírszövetben magasabb a 16S rRNS génszám, amelyek a bélből a májba vezető anatómiai út részét képezik. Ezzel szemben a mesenterialis és a subcutan zsírszövetben és a vérben a baktériumok lerakódásának relatív bősége alacsonyabb volt.

Míg a proteobaktériumok és a Pseudomonas voltak a domináns törzs és nemzetség az összes vizsgált szövetben, addig az Arthrobacter és a Ruminococcus a májban található meg. Pontosabban, nyolc nemzetség volt nagyobb mennyiségben a három zsírszövetben, beleértve mind a bélben élő baktériumokat (Bacteroides, Faecalibacterium és Enterobacter), mind a talajban vagy a vízben található környezeti baktériumokat (Paracoccus és Acinetobacter). A plazmamintákban azonban a 16S rRNS génszám hasonló volt a negatív kontrollokhoz, kivéve a Rhodoferaxot és a Polaromonast, amelyek nagyobb mennyiségben voltak a plazmában, mint a negatív kontrollmintákban.

Érdekes módon a szerzők a cukorbetegséghez kapcsolódó egyedi mikrobiális aláírást tártak fel. Összehasonlítva az elhízott, nem diabéteszes csoport résztvevőivel, a T2D-ben szenvedő, kórosan elhízott egyének mikrobiális profilja eltérő volt, a plazmában és a mesenterialis zsírszövetben magasabb volt az Enterobacteriaceae aránya, a Phyla Firmicutes, Bacteroidetes és Deltaproteobacteriumokhoz tartozó baktériumok alacsonyabb száma mellett. Elhízott, nem diabéteszes egyének szövetében eltérő taxonbőséget figyeltek meg. Összességében ezek a megállapítások azt mutatják, hogy a T2D specifikus mikrobiális aláírásokhoz vezethet a metabolikus szövetekben, amelyek nem függenek össze az elhízással.

Figyelembe véve, hogy a szerzők nem vizsgálták a bél mikrobiota összetételét, a bakteriális transzlokáció vagy az enterocita károsodás markereit, nem világos, hogy az anyagcsere szövetekben megfigyelt mikrobiális aláírások mennyiben következnek be a baktériumok transzlokációjából a bélből a disztális szövetekbe, vagy hogy baktériumok vagy fragmenseiket az immunsejtek, például az M-sejtek vagy a dendritikus sejtek szállítják a bél lumenéből.

Összefoglalva, ez az első olyan vizsgálat, amely meggyőző adatokat szolgáltat a mikrobaközösségek változásáról a bél disztális anyagcsere-szöveteiben elhízott és cukorbetegeknél. A korábbi kutatások mellett, amelyek az elhízásban egy megváltozott bélmikrobiómát mutatnak be, és összekapcsolják az Enterobacteriaceae családot a rossz glikémiás kontrollal, ezek az adatok arra utalnak, hogy ideje a bélmikrobiómák kutatását kiegészíteni szöveti mikrobiotával az anyagcsere körülményei között. A „szövetekkel összefüggő mikrobiota” jelenléte, amely a jelek szerint nemcsak a gyomor-bél traktusból, hanem a környezeti forrásokból is származik, további kutatásokat érdemel annak fiziológiai jelentőségének jobb megértése érdekében.

Kép hitel: Nature Metabolism