Międzynarodowy zespół naukowców odkrył zaskakującego sojusznika w walce z insulinoopornością i cukrzycą typu 2. Opublikowane w czasopismie "Nature Metabolism" wyniki badań wskazują, że organiczny związek, trimetyloamina (TMA), wytwarzana przez bakterie jelitowe z takich składników pokarmowych, jak cholina i L-karnityna, może blokować kluczową ścieżkę immunologiczną i stan zapalny, a w ten sposób poprawiać kontrolę poziomu cukru we krwi. Autorzy pracy widzą w tym nadzieję na przełom w walce z cukrzycą.
Publikacja jest dziełem zespołu pod kierunkiem prof. Marca-Emmanuela Dumasa z Imperial College London i CNRS, wraz z prof. Patricem Cani (Imperial & Uniwersytet w Louvain), dr Dominique Gauguier (Imperial & INSERM, Paryż) oraz prof. Peterem Liu (University of Ottawa Heart Institute). Opisany przez nich przełom ma korzenie 20 lat wcześniej. Podczas badań postdoktoranckich Patrice Cani odkrył, że dieta wysokotłuszczowa prowadzi do obecności w organizmie produktów bakteryjnych, co aktywuje układ odpornościowy i wywołuje stan zapalny, ostatecznie powodując insulinooporność u osób chorych na cukrzycę. Odkrycie to w 2005 roku uważano za mało prawdopodobne, dziś jednak ta wiedza jest już dobrze ugruntowana i powszechnie akceptowana.
W bieżącym roku badacze z Uniwersytetu w Louvain i Imperial College London w końcu odkryli, jak temu procesowi przeciwdziałać. Zaobserwowali, że TMA, produkowana przez bakterie jelitowe z naturalnego składnika odżywczego, choliny pokarmowej, obecnej w niektórych produktach spożywczych, może poprawiać kontrolę poziomu cukru we krwi.
TMA działa jako naturalny inhibitor białka IRAK4, kluczowego elementu układu odpornościowego. Normalnie, pod wpływem diety wysokotłuszczowej, IRAK4 uruchamia alarm i wywołuje stan zapalny, sygnalizując zaburzenie równowagi dietetycznej. Przy ciągłym przeciążeniu, jak w cukrzycy typu 2, IRAK4 wywołuje nadmierną reakcję, powodując kaskadę stanów zapalnych, które prowadzą do insulinooporności.
Łącząc badania na kulturach ludzkich komórek, badania na myszach oraz techniki przesiewu molekularnego, naukowcy odkryli, że trimetyloamina może bezpośrednio wiązać się z IRAK4 i blokować jego aktywność. Bezpośrednim efektem jest redukcja stanu zapalnego wywołanego nadmiarem tłuszczów i przywrócenie wrażliwości na insulinę.
W praktyce TMA przeprogramowuje negatywne reakcje metaboliczne wywołane niezdrową dietą. Jej działanie jest tak silne, że w badaniach na myszach zauważono jeszcze bardziej uderzający efekt, te cząsteczki pozwoliły zapobiec śmiertelności wywołanej sepsą, blokując rozległy stan zapalny.
To pokazuje, jak odżywianie i nasza mikrobiota jelitowa mogą współpracować, produkując cząsteczki, które blokują stan zapalny i poprawiają zdrowie metaboliczne - mówi prof. Patrice Cani.
Zespół zaobserwował również, że genetyczne usunięcie białka IRAK4 lub jego farmakologiczne zablokowanie odtwarza korzystne efekty metabolitu bakteryjnego. Otwiera to nowe możliwości terapeutyczne w leczeniu cukrzycy.
To zmienia narrację - mówi prof. Dumas. Udowodniliśmy, że istnieje mechanizm, przez który cząsteczka pochodząca od naszych mikroorganizmów jelitowych może faktycznie chronić przed szkodliwymi skutkami niezdrowej diety. To nowy sposób myślenia o tym, jak mikrobiom wpływa na nasze zdrowie - dodaje.
Ponad 500 milionów ludzi na całym świecie cierpi na cukrzycę, dlatego - zdaniem autorów pracy - identyfikacja TMA jako sygnału mikrobiologicznego modulującego działanie układu odpornościowego może otworzyć drogę do nowych terapii. Strategie żywieniowe lub leki zaprojektowane w celu zwiększenia produkcji TMA mogą stanowić nową metodę walki z insulinoopornością i jej powikłaniami.