I ricercatori guidati da Hiroshi Ohno presso il RIKEN Center for Integrative Medical Sciences (IMS) in Giappone hanno scoperto un tipo di batteri intestinali che potrebbero aiutare a migliorare la resistenza all’insulina e quindi proteggere dallo sviluppo di obesità e diabete. tipo 2. Lo studio, pubblicato il 30 agosto sulla rivista scientifica Nature, ha comportato un’analisi genetica e metabolica dei microbiomi fecali umani e poi ha corroborato esperimenti su topi obesi.
Riepilogo La resistenza all’insulina è la principale fisiopatologia alla base della sindrome metabolica e del diabete di tipo 2. Precedenti studi metagenomici hanno descritto le caratteristiche del microbiota intestinale e il suo ruolo nella metabolizzazione dei principali nutrienti nell’insulino-resistenza. In particolare, è stato proposto che il metabolismo dei carboidrati dei commensali contribuisca fino al 10% all’estrazione totale di energia dell’ospite, svolgendo così un ruolo nella patogenesi dell’obesità e del prediabete. Tuttavia, il meccanismo sottostante rimane poco chiaro. Qui indaghiamo questa relazione utilizzando una strategia multi-omica completa negli esseri umani. Abbiamo combinato la metabolomica fecale con i dati di metagenomica, metabolomica dell’ospite e trascrittomica per delineare il coinvolgimento del microbioma nella resistenza all’insulina. Questi dati rivelano che i carboidrati fecali, in particolare i monosaccaridi accessibili all’ospite, sono aumentati negli individui con resistenza all’insulina e sono associati al metabolismo microbico dei carboidrati e alle citochine infiammatorie dell’ospite. Identifichiamo i batteri intestinali associati alla resistenza all’insulina e alla sensibilità all’insulina che mostrano un modello distinto di metabolismo dei carboidrati e dimostriamo che i batteri associati alla sensibilità all’insulina migliorano i fenotipi di resistenza all’insulina dell’ospite in un modello murino. Il nostro studio, che fornisce una visione completa delle relazioni ospite-microrganismo nella resistenza all’insulina, rivela l’impatto del metabolismo dei carboidrati sul microbiota, suggerendo un potenziale bersaglio terapeutico per migliorare la resistenza all’insulina. |
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L’insulina è un ormone rilasciato dal pancreas in risposta allo zucchero nel sangue. Normalmente, aiuta il glucosio a raggiungere i muscoli e il fegato in modo che possano utilizzare energia. Quando qualcuno sviluppa resistenza all’insulina , significa che l’insulina non può fare il suo lavoro e di conseguenza rimane più zucchero nel sangue e il pancreas continua a produrre più insulina. La resistenza all’insulina può portare all’obesità, al prediabete e al diabete di tipo 2 conclamato.
Il nostro intestino contiene trilioni di batteri, molti dei quali scompongono i carboidrati che mangiamo quando altrimenti non verrebbero digeriti. Sebbene molti abbiano proposto che questo fenomeno sia correlato all’obesità e al prediabete, i fatti non sono ancora chiari perché esistono molti batteri diversi e mancano dati metabolici. Ohno e il suo team del RIKEN IMS hanno affrontato questa lacuna con il loro studio completo e, nel processo, hanno scoperto un tipo di batterio che potrebbe aiutare a ridurre la resistenza all’insulina .
In primo luogo, hanno esaminato tutti i metaboliti che hanno potuto rilevare nelle feci fornite da più di 300 adulti durante i loro regolari controlli medici. Hanno confrontato questo metaboloma con i livelli di resistenza all’insulina ottenuti dalle stesse persone. "Abbiamo scoperto che una maggiore resistenza all’insulina era associata ad un eccesso di carboidrati nella materia fecale", afferma Ohno, "in particolare monosaccaridi come glucosio, fruttosio, galattosio e mannosio".
Successivamente, hanno caratterizzato il microbiota intestinale dei partecipanti allo studio e la sua relazione con la resistenza all’insulina e i carboidrati fecali. L’intestino delle persone con maggiore resistenza all’insulina conteneva più batteri dell’ordine tassonomico Lachnospiraceae che di altri ordini. Inoltre, i microbiomi che includevano le Lachnospiraceae erano associati ad un eccesso di carboidrati fecali. Pertanto, un microbiota intestinale dominato da Lachnospiraceae era correlato sia alla resistenza all’insulina che alle feci con un eccesso di monosaccaridi. Allo stesso tempo, la resistenza all’insulina e i livelli di monosaccaridi erano più bassi nei partecipanti il cui intestino conteneva più batteri di tipo Bacteroidales rispetto ad altri tipi.
Il team ha quindi iniziato a osservare l’effetto diretto dei batteri sul metabolismo nelle colture e poi nei topi . In coltura, i batteri Bacteroidales consumavano gli stessi tipi di monosaccaridi presenti nelle feci di persone con elevata resistenza all’insulina, con la specie Alistipes indistinctus che ne consumava la maggiore varietà. Nei topi obesi, il team ha esaminato come il trattamento con diversi batteri influenzasse i livelli di zucchero nel sangue. Hanno scoperto che l’A. indistinctus abbassava lo zucchero nel sangue e riduceva la resistenza all’insulina e la quantità di carboidrati a disposizione dei topi.
Questi risultati erano coerenti con quelli dei pazienti umani e hanno implicazioni per la diagnosi e il trattamento. Come spiega Ohno, “a causa della sua associazione con la resistenza all’insulina, la presenza del batterio intestinale Lachnospiraceae potrebbe essere un buon biomarcatore del prediabete . “Allo stesso modo, il trattamento con probiotici contenenti A. indistinctus potrebbe migliorare l’intolleranza al glucosio nelle persone con prediabete”.
Sebbene la maggior parte dei probiotici da banco attualmente non contengano i batteri identificati in questo studio, Ohno raccomanda cautela se sono disponibili. "Questi risultati devono essere verificati in studi clinici sull’uomo prima di poter raccomandare qualsiasi probiotico come trattamento per la resistenza all’insulina."
