Målrettet mod tarmmikrobiomet: en ny tilgang til diabetesbehandling

Et nyligt studie offentliggjort i tidsskriftet Nutrients undersøger tarmmikrobiotas nøglerolle i patogenesen og behandlingen af diabetes mellitus (DM).

Tarmmikrobiomets rolle i diabetes

Tidligere undersøgelser har vist, at type 2-diabetes mellitus (T2DM) kan være forbundet med visse ændringer i sammensætningen af tarmfloraen. Specifikt viste patienter med T2DM lavere niveauer af Firmicutes- og Clostridia-bakterier sammenlignet med kontrolgruppen.

Der blev også observeret positive korrelationer mellem Bacteroides-Prevotella og C. coccoides-E. rectale samt Bacteroidetes og Firmicutes-forholdet samt plasmaglukosekoncentrationer. Patienter med type 2-diabetes havde flere betaproteobakterier, hvilket korrelerede positivt med nedsat glukosetolerance.

Et metagenomdækkende associationsstudie (MGWAS) i Kina rapporterede mikrobiel dysbiose hos patienter med type 2-diabetes. Visse patogener såsom Clostridium hathewayi, Bacteroides caccae, Eggerthella lenta, Clostridium ramosum, Clostridium symbiosum og Escherichia coli blev fundet i tarmen hos disse patienter.

Der var også en signifikant reduktion i butyratproducerende bakterier såsom Faecalibacterium prausnitzii, Clostridiales sp. SS3/4, E. rectale, Roseburia inulinivorans og Roseburia intestinalis. Tarmmikrobiomet hos patienter med type 2-diabetes havde også flere slimnedbrydende og sulfatreducerende arter.

Et studie med europæiske kvinder med type 2-diabetes bekræftede nedsatte niveauer af Faecalibacterium prausnitzii og Roseburia intestinalis. Der blev også fundet et fald i fem Clostridium-arter og en stigning i fire Lactobacillus-arter.

Korrelationer mellem Clostridium og glycosyleret hæmoglobin (HbA1c), C-peptid, plasmatriglycerider og insulin var negative, hvorimod HbA1c var positivt korreleret med Lactobacillus-niveauer. Disse data tyder på en sammenhæng mellem disse mikrobielle arter og udviklingen af type 2-diabetes.

Dysbiose påvirker patogenesen af type 2-diabetes gennem forskellige molekylære mekanismer. For eksempel kan tarmfloraen påvirke lipid- og glukosemetabolismen, hvilket igen påvirker udviklingen af type 2-diabetes. Disse effekter kan medieres af vigtige regulatorer såsom galdesyrer, forgrenede aminosyrer (BCAA'er), kortkædede fedtsyrer (SCFA'er) og bakterielle lipopolysaccharider (LPS).

Tarmmikrobiota som et terapeutisk mål for diabetesbehandling

Probiotika forbedrer glykæmisk kontrol og insulinfølsomhed, især blandt diabetikere og personer med risiko for diabetes.

Nogle bakteriestammer, såsom Lactobacillus acidophilus og Bifidobacterium bifidum, udøver positive virkninger på forskellige metaboliske processer. En af de vigtigste virkningsmekanismer er interaktionen mellem kortsluttede fedtsyrer og G-proteinkoblede receptorer, hvilket forbedrer insulinfølsomheden. Terapeutiske strategier, der sigter mod at aktivere sirtuin 1 (SIRT1), har også vist lovende resultater i forbedringen af insulinfølsomhed og glykæmisk kontrol hos diabetikere.

Fetuin-A, et protein produceret af leveren, kan hæmme insulinsignalering, og forhøjede niveauer er forbundet med insulinresistens og øget inflammation. Et randomiseret kontrolleret forsøg viste, at tilskud med Lactobacillus casei i otte uger reducerede fetuin-A-niveauer, øgede SIRT1 og forbedrede insulinresistens samt insulin- og postprandiale glukoseniveauer. L. casei har også antiinflammatoriske egenskaber, hvilket fremgår af reducerede niveauer af inflammatoriske markører såsom C-reaktivt protein (CRP) og tumornekrosefaktor α (TNF-α) efter tilskud af L. casei.

Synbiotika, kombinationer af probiotika og præbiotika, tilbyder også en lovende tilgang til behandling af diabetes. Et studie af diabetikere, der gennemgik hæmodialyse, viste, at synbiotiske kosttilskud signifikant reducerede insulinkoncentrationer, fasteglukoseniveauer og insulinresistens, samtidig med at de øgede insulinfølsomheden.

Fækal mikrobiel transplantation (FMT), som involverer transplantation af fækale bakterier fra en rask person til en anden person, er blevet undersøgt til behandling af type 2-diabetes. Et studie viste, at FMT, enten alene eller i kombination med metformin, resulterede i signifikante forbedringer i vigtige kliniske målinger hos patienter med type 2-diabetes, herunder reduktioner i kropsmasseindeks (BMI), glukoseniveauer før og efter måltider og HbA1c-koncentrationer.

Kost og motion kan også have betydelig indflydelse på sammensætningen af tarmmikrobiotaen. Fuldkorns- og fiberrige kostvaner understøtter et gunstigt og mangfoldigt mikrobielt miljø, hvilket fører til produktion af kortkolde fedtsyrer (SCFA'er), som kan reducere inflammation og forbedre insulinfølsomheden.

Regelmæssig motion har også en positiv effekt på tarmfloraen, hvilket hjælper med at regulere blodsukkerniveauet bedre. Musemodeller har vist, at motion fører til produktion af kortkolde fedtsyrer (SCFA'er) og genopretter tarmsundheden.

Resultaterne af gennemgangen indikerer, at mekanismen bag mikrobiota-dysbiose kan være en potentiel faktor i patogenesen af type 2-diabetes, hvilket repræsenterer nye behandlingsmuligheder målrettet mod mikrobiotaen. For at udvikle mere personlige medicinske interventioner er der behov for mere forskning for bedre at forstå rollen af forstyrrelser i tarmmikrobiotaen i patogenesen og progressionen af type 2-diabetes.