Źle leczyliśmy cukrzycę? Niektóre bakterie mogą hamować działanie popularnego leku
Naukowcy z Princeton University odkryli, że bakterie występujące w jamie ustnej i jelitach mogą inaktywować popularny lek przeciwcukrzycowy - akarbozę. To by stanowiło potwierdzenie, dlaczego nie jest on skuteczny u wszystkich pacjentów.
Akarboza to tzw. inhibitor α-glukozydazy, enzymu wytwarzanego w kosmkach jelitowych, rozcinającego wiązania między cząsteczkami glukozy w cukrach złożonych. Jest to konieczne, aby umożliwić wniknięcie cukru do organizmu. Akarboza działa hamująco na na końcowy enzymatyczny etap trawienia wielocukrów, zmniejszenie glikemii poposiłkowej oraz poposiłkowej insulinemii. Lek stosowany jest w terapii cukrzycy typy 2, zwłaszcza u osób otyłych.
Nowe badania przeprowadzone w laboratorium Mohameda Donii z Princeton dowodzą, że niektóre bakterie w jamie ustnej i jelitach mogą dezaktywować akarbozę i wpływać tym samym na skuteczność leku. Badania opublikowano w "Nature" i rzucają one nowe światło na istniejące sposoby walki z cukrzycą.
- Liczne badania jasno wykazały, że ludzki mikrobiom, czyli zbiór mikrobów żyjących w i na ludzkim ciele, może wpływać na nasze zdrowie, choroby i zdolność do reagowania na różne interwencje terapeutyczne. Wciąż jednak stosunkowo rzadko zdarzają się przypadki, w których efekty te są definiowane na poziomie molekularnym i mechanistycznym - właśnie to postanowiliśmy zrobić w tym badaniu - powiedział prof. Mohamed Donia z Princeton.
Bakterie i akarboza
Akarbozę pierwotnie wyizolowano z bakterii występujących w glebie. Produkują one ten związek, aby zahamować wzrost innych rodzajów bakterii w swoim otoczeniu, zyskując tym samym przewagę konkurencyjną. Zarówno naturalna, jak i syntetyczna akarboza działają w ten sam sposób.
Bakterie produkujące akarbozę wydzielają również enzym zwany kinazą akarbozy, który dezaktywuje ją. Zespół Donii zasugerował, że zdolność do dezaktywacji akarbozy może być wykorzystywana również przez bakterie ludzkiego mikrobiomu.
Naukowcy przeszukali sekwencję DNA z ludzkiego mikrobiomu w celu zidentyfikowania enzymów mogących dezaktywować akarbozę. Namierzono 70 potencjalnie powiązanych genów. Aby zbadać ich rolę, badacze zsyntetyzowali sekwencje DNA wybranego podzbioru genów i stworzyli dziewięć enzymów. Wszystkie z nich funkcjonowały podobnie do kinazy akarbozy i blokowały aktywność akarbozy.
Kiedy gen najpowszechniejszego z nowo odkrytych enzymów dodano do gatunku bakterii występujących w jamie ustnej, mikroby stały się niewrażliwe na akarbozę. Naukowcy użyli krystalografii rentgenowskiej do zbadania, jak nowo odkryty enzym oddziałuje z akarbozą. Wykazano, że jest on strukturalnie podobny do kinazy akarbozy bakterii glebowych.
Nowo odkryta rodzina białek ludzkiego mikrobiomu została nazwana mianem mikrobiologicznych kinaz akarbozy (Maks). Bakterie wykazujące ekspresję białek Maks są prawdopodobnie oporne na akarbozę. Dalsze badania potwierdziły, że Maks występują licznie wśród bakterii ludzkiego przewodu pokarmowego. Oznacza to, że wiele osób może być siedliskiem bakterii, które mogą neutralizować ważny lek przeciwcukrzycowy. To by oznaczało, że chorobę tę leczyliśmy do tej pory w zły sposób.
Chociaż wyniki należy interpretować z ostrożnością ze względu na małą liczbę pacjentów, mogą one wskazywać na nieoczekiwaną interakcję między ludzkim mikrobiomem a ważnym lekiem. W planach są kolejne badania, które pomogą określić, w jaki sposób Maks w mikrobiomie wpływają na skuteczność akarbozy w walce z cukrzycą.
