Odkryto białka bakterii jelitowych, które wpływają na hormony, metabolizm i zdrowie kości

Ludzkie jelita są domem dla bilionów mikroorganizmów, które poprzez krew i jelitowy układ nerwowy produkują substancje regulujące funkcjonowanie wszystkich narządów w organizmie. Jednak niewiele wiadomo na temat wpływu większości bakterii tworzących nasz mikrobiom.

Międzynarodowy zespół naukowców pod kierownictwem Uniwersytetu Kopenhaskiego zidentyfikował powszechny szczep bakterii, który może utorować drogę dla zupełnie nowej klasy leków. Badanie zatytułowane „Polipeptydy produkowane przez powszechne bakterie w jelitach człowieka poprawiają metabolizm u gryzoni” zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Microbiology.

Bakteria ta produkuje dwie cząsteczki białka, które są w pewnym stopniu podobne do hormonu iryzyny. Iryzyna jest uwalniana przez mięśnie podczas aktywności fizycznej i odgrywa rolę w metabolizmie tłuszczów.

Odkryte białka sygnałowe noszą nazwy RORDEP1 i RORDEP2. Wpływają one na równowagę hormonalną organizmu, a także na wagę, gęstość kości i poziom cukru we krwi.

„Odkryliśmy, że liczba bakterii wytwarzających RORDEP może różnić się między ludźmi nawet 100 000-krotnie, a osoby z wysokim poziomem tych bakterii mają tendencję do mniejszej masy ciała” – mówi Yong Fan, adiunkt w Centrum Badań nad Podstawowym Metabolizmem Fundacji Novo Nordic i główny autor badania.

Regulacja wagi i poziomu cukru we krwi

W badaniu naukowcy opisują, jak białka RORDEP zwiększają poziom hormonów, takich jak GLP-1 i PYY, które pomagają regulować apetyt i poziom glukozy, a także insulinę, niezbędną do utrzymania stabilnego poziomu cukru we krwi. Jednocześnie białka RORDEP hamują wydzielanie hormonu GIP, który może przyczyniać się do przyrostu masy ciała. Ponadto białka te bezpośrednio wspomagają spalanie tłuszczu.

„W eksperymentach na szczurach i myszach, którym wstrzyknięto bakterie produkujące RORDEP lub same białka RORDEP, zaobserwowaliśmy mniejszy przyrost masy ciała i niższy poziom cukru we krwi, a także zwiększoną gęstość kości. To ekscytujące, ponieważ po raz pierwszy udało nam się zmapować bakterie jelitowe, które wpływają na nasz skład hormonalny” – mówi Yong Fan.

Zmiana paradygmatu w leczeniu chorób przewlekłych

Badania nad rolą bakterii jelitowych w zdrowiu człowieka skłoniły naukowców z Uniwersytetu Kopenhaskiego do założenia dwa lata temu firmy biotechnologicznej GutCRINE przy wsparciu finansowym uniwersytetu.

Pierwsze badania kliniczne już się rozpoczęły. W ramach jednego z nich zdrowym uczestnikom podawano żywe bakterie produkujące RORDEP, aby zbadać ich wpływ na biologię człowieka. W innym badaniu analizowano wpływ białka RORDEP1.

„Obecnie przekładamy podstawowe badania na badania kliniczne, aby dowiedzieć się, czy bakterie wytwarzające RORDEP lub same białka RORDEP – w formie naturalnej lub modyfikowanej chemicznie – mogą stanowić podstawę nowej klasy leków biologicznych, znanych jako farmabiotyki” – mówi profesor Oluf Pedersen z Uniwersytetu Kopenhaskiego, kierownik projektu i starszy autor badania.

Dodaje:

„Patrząc w przyszłość, w perspektywie 10–15 lat, zamierzamy przetestować potencjał bakterii produkujących RORDEP zarówno w profilaktyce, jak i leczeniu. Chcemy dowiedzieć się, czy mogą one stać się probiotykami nowej generacji, stosowanymi jako suplementy diety w zapobieganiu powszechnym chorobom przewlekłym, oraz czy białka RORDEP w zmodyfikowanej formie mogą zostać przekształcone w przyszłe leki na choroby układu krążenia, otyłość, cukrzycę i osteoporozę”.

Badanie przeprowadzono we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu Kopenhaskiego, szpitala Herlev Gentofte, Szpitala Uniwersyteckiego Zealand, firmy Novo Nordisk A/S, Duńskiego Uniwersytetu Technicznego, Steno Diabetes Centre i Uniwersytetu Medycznego w Chongqing (Chiny).