Più di 37 milioni di americani hanno il diabete e più del 40% della popolazione americana è classificata come obesa, secondo i CDC statunitensi. Studi precedenti hanno dimostrato che la composizione del microbiota intestinale cambia con queste malattie, tuttavia, il ruolo di questo microbiota intestinale alterato sulle funzioni dell’ospite, che vanno dalla secrezione ormonale alle funzioni metaboliche, rimane poco chiaro. I microbi intestinali possono regolare le funzioni esocrine ed endocrine del pancreas e la produzione ormonale del tratto gastrointestinale, risultati che possono aiutare a sviluppare potenziali trattamenti per il diabete e altre malattie, un team di ricercatori del Boston College, del Joslin Diabetes Center e dell’Università di Maastricht, Paesi Bassi, rapporto sulla rivista Diabetes. Questo è il primo studio che mostra che i microbi intestinali svolgono questo ruolo importante nella regolazione della funzione del pancreas, delle dimensioni e della secrezione degli ormoni intestinali nei topi. Il team ha anche confermato i risultati delle loro scoperte sugli esseri umani adottando l’approccio per curare un gruppo di uomini obesi.
Il team ha studiato il ruolo dei microbi intestinali sulla funzione del pancreas utilizzando modelli murini di obesità e diabete. Il pancreas era l’obiettivo centrale perché l’organo secerne gli ormoni che regolano il metabolismo dell’ospite e gli enzimi per la digestione. La sua funzione è compromessa nel diabete. Il team ha utilizzato due antibiotici comunemente usati, vancomicina e metronidazolo, per “rimodellare” il microbiota intestinale nei topi che erano stati alimentati con una dieta ricca di grassi e un gruppo di controllo ha nutrito un prodotto alimentare bilanciato. Di conseguenza, questi topi non erano solo obesi, ma anche resistenti all’insulina come milioni di pazienti con diabete di tipo 2. Tutti i topi con una dieta ricca di grassi sono diventati obesi, rispetto al gruppo di controllo. Un sottogruppo di topi obesi è stato trattato con vancomicina o metronidazolo, che hanno efficacemente rimodellato il microbiota intestinale, e mentre questo sottogruppo è rimasto obeso, questi topi hanno mostrato una maggiore sensibilità all’insulina. Questi topi con microbiota intestinale rimodellato erano meno diabetici e più tolleranti al glucosio rispetto ai topi obesi che non avevano ricevuto gli antibiotici.
Allo stesso modo, il trattamento con antibiotici ha reso i topi magri ancora più sensibili all’insulina. Questa coerenza in questi risultati ha portato i ricercatori a pensare che gli effetti sul metabolismo dell’ospite siano indipendenti dalla dieta e/o dalla massa grassa, ma direttamente correlati alla composizione alterata del microbiota intestinale. Inoltre, la dieta ricca di grassi ha aumentato le dimensioni del pancreas nel gruppo di topi obesi, ma dopo il trattamento antibiotico le dimensioni del pancreas sono tornate alla normalità, riferisce il team. In particolare, gli enzimi pancreatici essenziali per la digestione sono stati alterati dalla dieta ricca di grassi ma sono tornati a livelli normali o sono stati ulteriormente alterati dopo il trattamento antibiotico. Questa alterazione degli enzimi pancreatici era specifica per i topi “obesi” e non è stata osservata nei topi magri, indicando che i topi magri non avevano alterazioni simili nella funzione del pancreas con gli antibiotici. La scoperta ha ulteriormente confermato gli effetti dannosi di una dieta ricca di grassi sulla funzione pancreatica.
Tra i topi obesi trattati con antibiotici, il team ha scoperto che gli ormoni intestinali prodotti dal sistema gastrointestinale sono tornati a livelli normali paragonabili a quelli dei topi magri. Per testare che gli effetti sugli ormoni intestinali sono guidati al 100% dal microbiota intestinale, i ricercatori si sono rivolti a un modello murino privo di germi, uno che non porta microbi. Per dimostrare se le loro osservazioni erano vere nei pazienti umani, il team ha studiato campioni fecali ottenuti da uomini obesi insulino-resistenti che erano stati trattati con vancomicina per una settimana. Questo breve trattamento con vancomicina è stato sufficiente per alterare i livelli degli enzimi del pancreas, un risultato molto simile ai nostri risultati nei topi. A lungo termine, questi risultati hanno il potenziale per aiutare a sviluppare nuove terapie basate sul microbiota intestinale per normalizzare la funzione del pancreas nei pazienti diabetici obesi. La sfida futura consiste nel determinare le singole specie batteriche oi prodotti batterici responsabili degli effetti osservati. Inoltre, sono necessari ulteriori indagini per spiegare il legame tra la funzione esocrina alterata nei pazienti diabetici e obesi e il loro microbiota intestinale.
- A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
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Pubblicazioni scientifiche
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