Badanie interakcji między gospodarzem a drobnoustrojami po operacji bariatrycznej
Otyłość jest poważnym problemem zdrowia publicznego, który znacznie zwiększa ryzyko wystąpienia wielu chorób przewlekłych, w tym chorób układu krążenia, cukrzycy typu 2 i niektórych nowotworów. W 2022 roku w Unii Europejskiej ponad połowa osób w wieku co najmniej 16 lat została sklasyfikowana jako osoby z nadwagą lub otyłością, a wskaźnik ten rośnie w szybkim tempie. W leczeniu chorobliwej otyłości i cukrzycy typu 2 skuteczne okazały się metody chirurgiczne (bariatria), w tym operacja ominięcia żołądka metodą Roux-en-Y (RYGB), procedura ograniczająca spożycie pokarmu i wchłanianie kalorii dzięki utworzeniu małego zbiornika bezpośrednio połączonego z jelitem cienkim. Jednak wcześniejsze badania wykazały, że metoda RYGB powoduje zmianę mikrobiomu jelitowego, w tym zmianę składu bakterii z typu Firmicutes (Bacillota) na proteobakterie (nowa nazwa: Pseudomonadota). Długofalowe skutki tej zmiany są nadal nieznane. „Ogólnie przyjmuje się, że zmiana ta negatywnie wpływa na zdrowie”, wyjaśnia Jia Li(odnośnik otworzy się w nowym oknie), profesor nadzwyczajna chemii biologicznej na Imperial College London. „Jednak nie wyjaśniono jeszcze związku przyczynowo-skutkowego między wpływem tych zmian w mikrobiomie jelitowym na apetyt i preferencje żywieniowe u pacjentów”, dodaje. W ramach projektu EnteroBariatric(odnośnik otworzy się w nowym oknie), finansowanego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych(odnośnik otworzy się w nowym oknie), Li i jej współpracownicy badali mikrobiologiczne, metaboliczne i immunologiczne skutki operacji bariatrycznej.
Badanie wpływu operacji bariatrycznej na mikrobiotę jelitową
Aby zbadać funkcjonowanie mikrobioty jelitowej po operacji RYGB w kontekście ryzyka raka jelita grubego, naukowcy najpierw wykorzystali modele mysie – myszom bez operacji przeszczepiano mikrobiotę jelitową charakterystyczną dla RYGB. Jednak te specyficzne dla RYGB drobnoustroje (takie jak enterobakterie) nie kolonizowały jelit biorców. Zespół skupił się więc na związkach biochemicznych znanych jako metabolity, które są wytwarzane przez mikrobiotę jelitową specyficzną dla RYGB. „Te metabolity, będące wynikiem interakcji między spożywanymi produktami a mikrobiotą, mogą mieć znaczący wpływ na fizjologię naszych jelit”, mówi Li.
Ujawnienie czynników ryzyka raka jelita grubego
Dzięki przeprowadzonym badaniom zespół odkrył, że w kale pacjentów po operacji RYGB znajduje się wyższy poziom(odnośnik otworzy się w nowym oknie) tyraminy, organicznego związku chemicznego. „Odkryliśmy, że tyramina, pochodząca z diety i/lub mikrobioty jelitowej, sprzyja rozwojowi czynników ryzyka raka jelita grubego, takich jak zwiększone uszkodzenie DNA, proliferacja komórek i stan zapalny”, zauważa Li. Z kolei we krwi pacjentów po operacji RYGB wykryto wyższe poziomy innego metabolitu, N-tlenku trimetyloaminy (TMAO), który jest kometabolitem gospodarza i drobnoustrojów. Korzystając ze zmodyfikowanego genetycznie mysiego modelu raka jelita grubego, naukowcy wykazali, że wysoki poziom TMAO we krwi chroni przed rozwojem tego rodzaju raka u mężczyzn, ale nie u kobiet. Wyniki te zostaną wkrótce opublikowane w recenzowanym czasopiśmie naukowym.
Lepsze wyniki leczenia pacjentów bariatrycznych
„Mam nadzieję, że dzięki zrozumieniu funkcji tych metabolitów będziemy w stanie poprawić opiekę zdrowotną pacjentów poddanych operacji i zmniejszyć ryzyko wystąpienia szeregu chorób, szczególnie tych związanych z proteobakteriami (Pseudomonadota)”, mówi Li. Rak jelita grubego pozostaje główną przyczyną zgonów z powodu nowotworów złośliwych na całym świecie, w związku z czym skuteczna profilaktyka ma kluczowe znaczenie dla zmniejszenia obciążenia związanego z tą chorobą. Ten finansowany przez ERBN projekt pozwolił na wytyczenie kilku przyszłych kierunków badań, które Li chciałaby kontynuować, jak na przykład strategia precyzyjnej profilaktyki raka jelita grubego oraz głębsze mechanistyczne badania dotyczące roli, jaką w ryzyku i rozwoju raka jelita grubego odgrywają metabolity mikrobiomu jelitowego i pochodzące z diety. „Ponadto duża część pacjentek bariatrycznych to kobiety w wieku rozrodczym”, podkreśla Li. „Nie jest niejasne, czy te związane z operacją metabolity i bakterie jelitowe wpływają na zdrowie dziecka”.
