Izmaiņas zarnu mikrobioma sastāvā varētu kalpot kā agrīns brīdinājums par 2. tipa cukura diabēta (T2D) attīstības risku, liecina pētījums, kas tiks prezentēts Eiropas Diabēta pētniecības asociācijas (EASD) ikgadējā sanāksmē Milānā no 28. septembra līdz 2. oktobrim.

Analizējot datus par simtiem tūkstošu cilvēku, pētnieki konstatēja simtiem zarnu mikrobioma — kuņģa un zarnu traktā dzīvojošo mikroorganismu kopuma — izmaiņu, kuras iespējams noteikt vēl pirms pārmaiņām glikozes līmeņa rādītājos asinīs.

Šie rezultāti rada iespēju izmantot zarnu mikrobioma sastāvu, lai noteiktu cilvēkus, kuriem ir lielāks T2D risks un kuri varētu visvairāk iegūt no dzīvesveida izmaiņām. Pētījuma autori no Itālijas un Apvienotās Karalistes uzskata, ka šāda pieeja varētu atbalstīt sabiedrības veselības centienus samazināt jaunu T2D diagnožu skaitu.

Pašlaik diabētu un prediabētu — stāvokli, kad cukura līmenis asinīs ir paaugstināts, bet vēl nav pietiekams diabēta diagnozei — nosaka ar HbA1c, glikozes līmeņa noteikšanu tukšā dūšā un perorālo glikozes tolerances testu. Šie izmeklējumi atklāj paaugstinātu cukura līmeni asinīs, taču tos parasti neizmanto, lai noteiktu T2D risku cilvēkiem, kuriem glikozes rādītāji vēl ir normas robežās. Šādu risku pašlaik vērtē pēc tādiem faktoriem kā vecums, dzimums, ķermeņa masas indekss (ĶMI) un ģimenes anamnēze.

“Šie jaunākie rezultāti ir nozīmīgs solis uz priekšu, lai izprastu, kā mūsu zarnu mikrobioms ir tieši saistīts ar vielmaiņas slimībām,” sacīja ZOE zinātniskais līdzdibinātājs un viens no pētījuma autoriem profesors Tims Spektors. Viņš norādīja, ka skaidru mikrobioma izmaiņu noteikšana vēl pirms glikozes līmeņa pasliktināšanās varētu ļaut agrāk izmantot uztura un dzīvesveida izmaiņas, kā arī ārstēšanas iespējas, lai novērstu T2D.

Pētījumā analizēti vairāk nekā 200 000 cilvēku dati

Līdzšinējie pētījumi ir atklājuši ciešu saistību starp T2D un zarnu mikrobiomu, tomēr dažādos lielos pētījumos ne vienmēr tika noteiktas vienas un tās pašas svarīgākās baktērijas. Lai iegūtu skaidrāku priekšstatu, laboratorijas Computational Metagenomics pētnieks Gabriels Baldanci, Trento Universitātes CIBIO departamenta laboratorijas vadītājs profesors Nikola Segata un viņu kolēģi Apvienotajā Karalistē analizēja metagenomikas datus — zarnās dzīvojošo baktēriju DNS sekvences — un veselības informāciju par vairāk nekā 200 000 pieaugušo Apvienotajā Karalistē un ASV.

Pētījumā kopumā piedalījās 229 025 cilvēki. No viņiem 73,8% bija sievietes, bet vidējais dalībnieku vecums bija 50 gadi. T2D bija 3627 cilvēkiem, prediabēts — 14 022 cilvēkiem, savukārt 211 376 dalībniekiem bija normāls glikozes līmenis asinīs jeb normoglikēmija.

Pēc vecuma, dzimuma un ĶMI ņemšanas vērā pētnieki identificēja 789 baktēriju sugas, kas bija saistītas ar T2D. No tām 168 sugas cilvēkiem ar šo slimību bija sastopamas lielākā daudzumā, bet 621 suga — mazākā daudzumā.

Viena no sugām, Enterocloster bolteae, cilvēkiem ar T2D bija sastopama biežāk. Tā spēj veidot sporas un iepriekš tikusi saistīta ar sliktāku sirds un asinsvadu sistēmas, kā arī vielmaiņas veselību. Savukārt Romboutsia timonensis cilvēkiem ar T2D bija mazāk izplatīta. Šī baktērija pirmo reizi aprakstīta pēdējās desmitgades laikā. Dažas citas pētījumā konstatētās sugas bija neklasificētas, proti, tās nekad nav izolētas vai izaudzētas laboratorijā.

Mikrobioma pārmaiņas bija īpaši izteiktas cilvēkiem, kuri lietoja medikamentus T2D ārstēšanai, taču tās tika novērotas arī pacientiem, kuri zāles nelietoja. Pētnieki konstatēja, ka 587 no 789 baktēriju sugām bija saistītas arī ar neārstētu prediabētu.

Mikrobioma izmaiņas pastiprinājās līdz ar insulīna rezistenci

Pēc tam pētnieki pārbaudīja, vai šis baktēriju sastāva raksts jeb “signatūra” ir sastopams arī cilvēkiem, kuriem nav ne prediabēta, ne T2D, bet kuriem ir risks slimību nākotnē attīstīt.

Šim nolūkam tika salīdzināti metagenomikas dati par 135 093 normoglikēmiskiem dalībniekiem ar glikozes līmeņa mērījumiem divas stundas pēc ēšanas. Pēc maltītes cukura līmenis asinīs īslaicīgi paaugstinās. Ja tas saglabājas augsts, tas parasti liecina, ka muskuļi uz insulīnu reaģē nepietiekami. Šo stāvokli sauc par insulīna rezistenci, un tas ir agrīns solis ceļā uz T2D.

Cilvēkiem, kuru glikozes līmenis pēc ēšanas saglabājās paaugstināts ilgāk nekā parasti, bija lielāka iespēja konstatēt T2D raksturīgo zarnu baktēriju sastāvu. Pētījumā kopumā mikrobioma izmaiņas kļuva izteiktākas, pieaugot insulīna rezistencei.

Pētnieki uzsver, ka mikrobioma analīzei nevajadzētu aizstāt standarta testus, ar kuriem diagnosticē T2D vai prediabētu. Tā drīzāk varētu sniegt papildu informāciju par cilvēka risku līdztekus jau zināmajiem faktoriem — dzimumam, vecumam, ĶMI un ģimenes anamnēzei.

Mikrobioma uzraudzība varētu motivēt mainīt dzīvesveidu

Zarnu mikrobioma pārmaiņu novērošana laika gaitā varētu sniegt arī atgriezenisko saiti cilvēkiem, kuriem ir T2D risks. “Mēs zinām, ka dzīvesveida izmaiņas, piemēram, uzturs un fiziskās aktivitātes, var novērst vai aizkavēt T2D sākšanos,” sacīja Baldanci. “Taču cilvēkiem bieži ir grūti pamanīt, ka šīs izmaiņas darbojas, izņemot varbūt svara zudumu. Ja mēs varētu atklāt agrīnas pārmaiņas zarnu mikrobiomā un parādīt cilvēkam, ka viņš rīkojas pareizi, tas varētu būt spēcīgs motivācijas avots turpināt.”

Segata, pētījuma korespondējošais zinātnieks, norādīja, ka rezultātus ļāva iegūt ZOE kohortas līdz šim nepieredzētais apjoms, kā arī laboratorijā izstrādātās skaitļošanas metodes metagenomikas datu interpretācijai.

“Patiesībā daudzas baktēriju sugas, kas veido diabēta signatūru, ir pilnībā neizpētītas sugas, kuras mēs pirmo reizi identificējām tieši metagenomikas datos. Citiem vārdiem, tās zinātnei ir jaunas,” sacīja Segata.