27 ژوئن 2024 - در یک مطالعه ی اخیر که در Nature Medicine منتشر شده است، تیمی از دانشمندان بیش از 8000 توالی متاژنومیکس شاتگان را از افراد مبتلا به پیش دیابت، دیابت نوع 2 و وضعیت طبیعی قند خون مورد بررسی قرار دادند تا تعیین کنند که چگونه ویژگی ها و عملکردهای زیرگونه ها و سویه های میکروبی خاص در مکانیسم های پاتولوژیک دیابت نوع 2 نقش دارند.

پیشینه

دیابت نوع 2، یک نگرانی سلامت جهانی است که به سرعت در حال رشد است و بیش از 500 میلیون نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار داده است. توده و عملکرد سلول های بتای پانکراس در بیماران دیابتی نوع 2 با گذشت زمان کاهش می یابد و مقاومت به انسولین اغلب با التهاب سیستمیک با درجه پایین همراه است.

شواهد نشان می دهد که میکروبیوم روده نقش مهمی در متابولیسم و ​​سلامت انسان ایفا می کند و اغلب با عوامل ژنتیکی و محیط در تعامل است. مطالعات همچنین نشانه های مختلف میکروبی روده را که با دیابت نوع 2 مرتبط هستند، شناسایی کرده اند.

با این حال، بسیاری از این مطالعات در میان جمعیت‌های کوچک انجام شده‌اند یا عوامل مخدوش‌کننده یا خطری مانند چاقی یا استفاده از داروی متفورمین را در نظر نگرفته‌اند.بهمین دلیل به داده های استاندارد شده از یک جمعیت بزرگ برای درک نقش عملکرد میکروبیوم روده، مربوط به زیرگونه ها و گونه ها و در سطح مولکولی، در آسیب شناسی دیابت نوع 2، نیاز است.

در مورد این مطالعه

در مطالعه ی حاضر، محققان داده‌های متاژنومیک به‌دست‌آمده از 10 گروه از افراد از سراسر اروپا، ایالات متحده و چین را با وضعیت قند خون طبیعی، پیش دیابت یا دیابت نوع 2 برای رمزگشایی عملکرد خاص سویه ها و ویژگی‌های مولکولی میکروبیوتای روده که در مکانیسم های پاتولوژیک دیابت نوع 2 نقش دارند، بررسی کردند.

در حالی که مطالعات قبلی گونه‌های میکروبی روده و جوامع میکروبی خاصی را شناسایی کرده‌اند که عوامل خطر متابولیکی دیابت نوع 2 را افزایش می‌دهند، اما این واقعیت را در نظر نگرفته‌اند که مکانیسم‌های بیماری‌زایی مختص به یک سویه ی میکروبی خاص است. به عنوان مثال، سویه ی K12 اشرشیاکلی بی ضرر است، در حالی که سویه ی O157:H7 بیماری زا است.

محققان بیش از 8000 داده متاژنومیکس شاتگان[1]را از شش مجموعه داده منتشر شده و چهار مجموعه داده ی تازه تولید شده که شامل ده گروه از افراد با وضعیت گلایسمی متفاوت است، به دست آوردند.

داده‌های فنوتیپی از گروه‌ها و توالی‌های متاژنومی ابتدا برای استانداردسازی پردازش شد و جمعیت نهایی مطالعه شامل 1851 بیمار مبتلا به دیابت نوع 2، 2770 فرد مبتلا به پیش دیابت و 2277 شرکت‌کننده با وضعیت قند خون طبیعی بود.

معیارهای تشخیصی انجمن دیابت آمریکا، که شامل تست تحمل گلوکز خوراکی، سطح گلوکز ناشتا، استفاده از دارو، و عوامل خطر مانند شاخص توده بدنی، و تست‌های آزمایشگاهی برای عوامل التهابی و متابولیک بود، برای هماهنگ کردن مجموعه داده‌ها استفاده شد.

ابتدا ارتباط بین وضعیت دیابت نوع 2 و پیکربندی کلی میکروبیوم روده ارزیابی شد. سپس، مدل‌های رگرسیون برای شناسایی نشانه‌ها در سطح گونه و تفاوت در توزیع ویژگی‌های میکروبی در بین گروه‌ها بر اساس وضعیت گلایسمی استفاده شد.

محققان همچنین برای بررسی ارتباط بین عملکرد میکروبی در سطح جامعه، مانند آنزیم‌ها و مسیرهای بیوشیمیایی و دیابت نوع 2، متاآنالیزهای کوهورت خاصی را انجام دادند.

علاوه بر این، تجزیه و تحلیل حساسیت نیز انجام شد تا اطمینان حاصل شود که امضاهای میکروبی شناسایی شده مرتبط با دیابت نوع 2 بطور جزئی تحت تأثیر بیماری های همراه قرار نگرفته باشد.

نتایج

در این مطالعه 19 گونه از نظر فیلوژنتیکی مشخص شد که در بیماران مبتلا به دیابت نوع 2 در دیس بیوز قرار داشتند. میکروبیوم روده در بیماران مبتلا به دیابت نوع 2 دارای فراوانیClostridium bolteae  بیشتر و فراوانی Butyrivibrio crossotus کمتری بود.

علاوه بر این، تغییرات عملکردی که در سطح جامعه میکروبی به دلیل این دیس بیوز رخ داد، با اختلالات متابولیسم گلوکز و آسیب شناسی دیابت نوع 2 مرتبط بود.

سایر مسیرهای مرتبط با دیابت نوع 2 که با تغییرات عملکردی در سطح جامعه میکروبی مرتبط بودند شامل کاهش تخمیر بوتیرات و افزایش سنتز اجزای ساختاری ایمنی زایی باکتریایی بود.

هنگامی که آنالیزها برای سویه‌های باکتریایی خاص انجام شد، این مطالعه همچنین نشان داد که ارتباط بین پاتولوژی دیابت نوع 2 و میکروبیوم روده ناهمگونی درون گونه‌ای را نشان می‌دهد.

عملکردهای خاص سویه مانند انتقال افقی ژن، بیوسنتز آمینو اسیدهای شاخه دار، و موارد مربوط به التهاب و استرس اکسیداتیو به طور قابل توجهی به ناهمگنی کمک کردند.

همچنین مشخص شد که تغییرات در خطر دیابت نوع 2 در بین افراد با تنوع درون گونه ای برای 27 گونه میکروبی روده، از جمله Eubacterium rectal، که ویژگی سویه در سطح جمعیت را نشان می دهد، مرتبط است.

نتیجه گیری

به طور کلی، این مطالعه نشان داد که دیس‌بیوز میکروبیوم روده نقشی عملکردی در پاتوژنز دیابت نوع 2 با دخالت مستقیم در مکانیسم هایی مانند متابولیسم گلوکز و تخمیر بوتیرات ایفا می‌کند.

همچنین، این یافته ها عملکردهای خاص سویه را گزارش کردند که به طور ناهمگن با آسیب شناسی دیابت نوع 2 مرتبط بودند و بینش جدیدی را در مورد مکانیسم هایی ارائه کردند که از طریق آنها میکروبیوم روده با دیابت نوع 2 مرتبط است.

منبع:

https://www.news-medical.net/news/20240627/Diabetes-decoded-How-your-gut-microbiome-influences-disease-risk.aspx