Microbioma intestinale: segni distintivi tra diabete tipo 2, prediabete e diabete naïve al trattamento
A cura di Miryam Ciotola
16 settembre 2019 (Gruppo ComunicAzione) – Il microbiota intestinale è ormai acclarato che svolga ruoli importanti nella modulazione del metabolismo umano. Precedenti studi hanno già dimostrato differenze nel microbioma intestinale di persone affette da diabete mellito tipo 2 (DM2) e individui prediabetici, rispetto a individui sani, descrivendo profili microbici distintamente correlati alla malattia, in relazione all’età e alle differenti etnie. Alcuni recenti studi di intervento hanno inoltre riportato un profondo impatto dei farmaci antidiabetici sul microbioma intestinale umano, come le terapie a base di metformina, acarbosio e glucagone-like peptide-1 (GLP-1) (1-6), sottolineando l’importanza del controllo dei farmaci negli studi di associazione tra microbiota e DM2. Poiché la metaproteomica consente l’identificazione simultanea di proteine microbiche e umane in campioni fecali, tale approccio offre potenzialmente la capacità di decifrare sia le funzioni microbiche attive sia le interazioni ospite-microbiota.
In uno studio recentemente pubblicato sulla rivista EBioMedicine, alcuni ricercatori cinesi hanno utilizzato una combinazione di metagenomica approfondita e analisi metaproteomiche di campioni di feci provenienti da individui con diabete tipo 2 naïve al trattamento (TN-DM2, n = 77), prediabetici (preDM, n = 80) e normo-tolleranti al glucosio (NGT, n = 97) per studiare i relativi cambiamenti , funzionali e nella composizione, del microbiota intestinale e il contenuto fecale delle proteine microbiche e dell’ospite, per chiarire le possibili interazioni ospite-microbiche caratterizzanti i diversi stadi della malattia, dal prediabete al DM2 naïve al trattamento (7). In totale sono state identificate 11.980 meta-proteine e 425 proteine umane. L’analisi ha permesso di osservare diverse caratteristiche distintive nel preDM e NGT rispetto a TN-DM2, come una maggiore abbondanza di Akkermansia muciniphilae una minore abbondanza di Bacteroides spp. Il primo è un noto batterio degradante della mucina che in alcuni studi ha già dimostrato poter alleviare i sintomi della sindrome metabolica, sia nei topi che nell’uomo. D’altra parte, l’abbondanza relativa di diverse specie Firmicutes, che producono butirrato, era inferiore in preDM e TN-DM2 rispetto a NGT. Tali risultati sono in linea con uno sviluppo graduale della malattia attraverso il prediabete, per poi esitare in DM2 manifesto. Nello specifico, gli autori hanno riscontrato una maggiore abbondanza di specie Enterobacteriaceae (dominata da E. coli) e livelli più bassi di proteine ospiti che sono potenzialmente coinvolte in risposte specifiche di Proteobacteria nel preDM, come la galectina-3 e le proteine all’interno della superfamiglia delle immunoglobuline. Una maggiore abbondanza di Enterobacteriaceae intestinale è stata ampiamente segnalata in pazienti con malattie metaboliche come l’obesità e le malattie cardiovascolari aterosclerotiche e in pazienti con malattie infiammatorie intestinali croniche. Questi tratti unici, associati al preDM, potrebbero collegare potenziali segnali microbici intestinali ad un aumento dell’infiammazione cronica sistemica di basso grado. Gli autori hanno anche evidenziato che il contenuto di enzimi pancreatici differiva nei campioni fecali tra i tre gruppi di individui in studio.
Tali risultati evidenziano un’interazione complessa, e dipendente dallo stadio della malattia, tra il microbiota intestinale e l’ospite, sottolineando l’importanza ed il valore della metaproteomica per ottenere informazioni sulle interazioni tra il microbiota intestinale e l’ospite. Tuttavia, tali risultati suggeriscono che potrebbero esistere cambiamenti unici e distintivi, non lineari, dell’ecosistema intestinale negli individui con preDM, prima della transizione al DM2 manifesto. Gli autori stessi dello studio sottolineano che saranno necessari ulteriori studi di follow-up longitudinale su larga scala, per delineare il modo in cui le funzioni microbiche cambiano dal prediabete al diabete e per affrontare la natura delle interazioni tra il microbiota intestinale e l’ospite, nelle fasi transitorie che conducono al DM2 franco, anche in futura prospettiva terapeutica.
3. Front Endocrinol (Lausanne) 2018;9:233
4. J Nutr Biochem 2018;62:143-154
5. Diabetologia 2018;61(8):1838-1848
6. EBioMedicine 2019;44:665-674
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