Китайские и американские исследователи обнаружили, что некоторые бактерии кишечного микробиома вырабатывают аналог человеческого фермента DPP4, который нарушает метаболизм глюкозы в организме млекопитающих и способствует развитию диабета второго типа и невосприимчивости организма к инсулину. Выводы ученых были опубликованы в статье в журнале Science.

"Мы создали специальную платформу для изучения того, как ферменты микрофлоры влияют на физиологию их носителя. Проведенные нами опыты указали на то, что фермент DPP4, производимый некоторыми видами кишечных бактерий, снижает активность сигнальной молекулы GLP-1, регулирующий уровень инсулина, и порождает сбои в метаболизме глюкозы при повышенной кишечной проницаемости", - пишут исследователи.

К такому выводу пришла научная группа под руководством профессора Пекинского университета Цзяна Чантао в ходе наблюдений за тем, как различные продукты жизнедеятельности кишечной микрофлоры влияли на работу организма мышей. Ученые разработали автоматизированную платформу, которая позволяет выращивать различные формы человеческих кишечных бактерий и отслеживать действие их ферментов и сигнальных молекул на метаболизм мышей.

Опыты на этой установке указали на то, что часть бактерий микробиома, относящихся к роду Bacteroides, вырабатывала большое число молекул фермента DPP4, очень похожего по структуре на человеческий фермент с аналогичным названием. Этот белок взаимодействует с молекулами сигнального пептида GLP-1, одного из главных регуляторов обмена веществ, который управляет круговоротом глюкозы, регулирует выработку инсулина и влияет на чувствительность клеток к нему.

Исследователи обнаружили, что попадание молекул бактериальной версии DPP4 в организм мышей через поврежденные стенки их кишечника приводило к развитию сбоев в работе GLP-1. Это, в свою очередь, вызывало нарушения в круговороте глюкозы, вело к росту невосприимчивости организма к инсулину и способствовало развитию диабета второго типа.

При этом авторы выяснили, что антидиабетические препараты из класса глиптинов, подавляющие работу человеческого DPP4, не действовали на бактериальный аналог фермента. Ученые разработали новый препарат, Dau-d4, прием которого восстановил метаболизм мышей и нормализовал концентрацию GLP-1 в их организме. Это говорит о возможности его применения вместе с глиптинами для комплексного лечения диабета, подытожили исследователи.

О микробиоме

В организме млекопитающих примерно в 10 раз меньше клеток, чем бактерий, грибков и прочих представителей микробиома. Долгое время исследователи считали, что его состав влияет в основном на метаболизм, однако наблюдения последних лет указали на то, что особенности в составе микробиома влияют на вероятность развития рака, других болезней, а также на поведение людей и животных.

В частности, в середине прошлого десятилетия биологи из США обнаружили, что трансплантация здорового микробиома помогает похудеть грызунам, страдающим от ожирения. Кроме того, они выяснили, что жирная пища способствует размножению в кишечнике микробов, ускоряющих развитие ожирения и рака прямой кишки, а также обнаружили, что пересадка микробиома здоровых мышей привела к заметному омоложению некоторых органов пожилых грызунов.

По материалам сайта ТАСС