Zabudnuté heslo?
Prihlásenie

Novoobjavený mikrobiálny mechanizmus blokuje liek na cukrovku

Novoobjavený mikrobiálny mechanizmus blokuje liek na cukrovku
Autor:
Roman Mališka
Zverejnené:
22. 12. 2021
Hodnotenie:
Už ste hlasovali.

Pôsobivý nový výskum, ktorý viedol tím z Princetonskej univerzity, ukázal, ako môže byť bežný liek na cukrovku inaktivovaný bakteriálnymi enzýmami produkovanými v ústnom a črevnom mikrobióme. Vedci predpokladajú, že tento proces môže vysvetliť, prečo liek nie je účinný u niektorých diabetických pacientov.

Snáď jednou z najpôsobivejších oblastí štúdia v rýchlo sa rozvíjajúcej oblasti vedy o črevných mikrobiómoch je práca zameraná na spôsob, akým môžu črevné baktérie ovplyvniť aktivitu liekov, ktoré užívame. Niektoré z prvých objavov odhalili napríklad spôsoby, ako môže mikrobióm buď zvýšiť účinnosť liečby rakoviny alebo zosilniť toxicitu chemoterapie.

Nedávna štúdia vedcov z Európskeho laboratória molekulárnej biológie a univerzity v Cambridge sa v širšom zmysle pokúsila charakterizovať všeobecné interakcie medzi liekmi a baktériami. Prvá správa zistila veľký počet interakcií medzi 15 perorálnymi liekmi a 25 bežnými kmeňmi črevných baktérií.

Tento nový výskum nabral cielenejšiu úlohu. Snažil sa dokumentovať na molekulárnej aj mechanickej úrovni, ako môžu baktérie v nás ovplyvniť aktivitu jedného lieku, v tomto prípade bežného lieku na cukrovku nazývaného ako akarbóza.

Akarbóza je účinná ako liek na cukrovku, pretože inhibuje enzýmy potrebné na rozklad sacharidov. Pôvodne bol objavený, že ho vylučujú baktérie žijúce v pôde. Baktérie používajú molekulu na potlačenie rastu iných typov baktérií. A spolieha sa na ďalší enzým nazývaný ako akarbózakináza, ktorý inaktivuje akarbózu, ktorú vylučuje, takže jej vlastný rast nie je obmedzovaný.

Výskumníkov v novej štúdii zaujímalo, či aj iné typy baktérií vylučujú podobné enzýmy na inaktiváciu akarbózy a či sa tento mechanizmus vyskytuje u baktérií žijúcich vo vnútri ľudí. Prvým krokom bolo hľadanie sekvencií DNA z ľudských mikrobiómových baktérií s cieľom identifikovať akékoľvek gény s potenciálom vytvárať enzýmy podobné akarbózakináze.

Po nasmerovaní na množstvo potenciálne vplyvných génov sa výskumníci zamerali na najčastejšie nájdený gén. Tím skonštruoval druh orálnych baktérií s identifikovaným génom a zistil, že produkuje značnú rezistenciu voči akarbóze vo forme enzýmu veľmi podobného akarbózokináze identifikovanej v pôdnych baktériách.

Táto nová rodina mikrobiómových proteínov bola nazvaná ako Maks – akarbózové kinázy odvodené z mikrobiómu. A keď boli identifikované, Maks boli detegované vo veľkom množstve ľudských ústnych a črevných baktérií. Ale ako pri mnohých vedeckých objavoch, aj tento vyvolal viac otázok ako odpovedí.

„Toto nám nedávalo zmysel: Prečo by baktérie žijúce v ľudskom tele zdravých ľudí využívali veľmi špecifický mechanizmus rezistencie voči akarbóze, ak vezmeme do úvahy, že veľká väčšina týchto jedincov by nikdy nebola vystavená tomuto lieku?“ hovorí Mohamed Donia, jeden z výskumníkov pracujúcich na štúdii.

Ďalšie skúmanie viedlo tím k objavu, že v ľudskom mikrobióme skutočne existujú bakteriálne druhy, ktoré produkujú akarbózu. Súčasná hypotéza teda je, že Maks vznikol v mikrobiómových baktériách ako spôsob, ako prekonať baktérie, ktoré vytvárajú molekuly podobné akarbóze.

„V našej štúdii sme zistili, že sa zdá, že baktérie súťažia aj v ľudskom tele pomocou molekúl podobných akarbóze, čo vedie k rozsiahlemu šíreniu mechanizmu rezistencie, ktorý je veľmi špecifický pre tento liek, medzi členmi ľudského mikrobiómu,“ hovorí Donia. „Tento mechanizmus môže náhodne ovplyvniť reakciu diabetických pacientov na tento liek, ako aj ovplyvniť jeho vplyv na mikrobióm.“

Záverečná časť výskumu sa zamerala na ľudských diabetických pacientov, aby sa zistilo, či Maks ovplyvňuje terapeutické reakcie na akarbózu. Údaje boli analyzované z nedávnej štúdie na ľuďoch skúmajúcej mikrobióm a diabetes typu 2, pričom sa ukázalo, že pacienti s baktériami spojenými s produkciou Maks reagujú menej efektívne na terapiu akarbózou.

Výskumníci sú opatrní, a hovoria, že ide len o predbežnú štúdiu, ktorá informuje o objave tejto neočakávanej interakcie medzi baktériami a liekmi. Nie je jasné, aký vplyv by mohol mať Maks na účinnosť liečby akarbózou u diabetických pacientov.

Na túto otázku bude potrebné vynaložiť viac práce, ale zistenia určite vychádzajú z fascinujúcich spôsobov, ako môže náš mikrobióm ovplyvniť aktivitu liekov, ktoré berieme. A táto štúdia ukazuje, ako sa správanie konkurenčných druhov baktérií v pôde môže odzrkadliť na baktériách žijúcich v našom tele.

Nová štúdia bola publikovaná v magazíne Nature.