Cơ chế vi sinh vật mới được tìm thấy để ngăn chặn các loại thuốc tiểu đường phổ biến

Có lẽ một trong những lĩnh vực nghiên cứu hấp dẫn nhất trong lĩnh vực khoa học hệ vi sinh vật đường ruột đang phát triển nhanh chóng là nghiên cứu cách vi khuẩn đường ruột có thể ảnh hưởng đến hoạt động của các loại thuốc chúng ta dùng. Một số khám phá sớm nhất đã khám phá ra những cách mà hệ vi sinh vật có thể tăng hiệu quả của phương pháp điều trị ung thư hoặc khuếch đại độc tính của hóa trị liệu .

Một nghiên cứu gần đây từ các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Sinh học Phân tử Châu Âu và Đại học Cambridge trên phạm vi rộng hơn đã cố gắng bắt đầu nhiệm vụ lớn là mô tả các tương tác thuốc / vi khuẩn nói chung. Báo cáo đầu tiên cho thấy một số lượng lớn các tương tác giữa 15 loại thuốc uống và 25 chủng vi khuẩn đường ruột phổ biến.

Nghiên cứu mới này đã thực hiện một nhiệm vụ tập trung hơn. Nó xem xét tài liệu, ở cả cấp độ phân tử và cơ học, vi khuẩn bên trong chúng ta có thể ảnh hưởng như thế nào đến hoạt động của một loại thuốc, trong trường hợp này là một loại thuốc tiểu đường phổ biến được gọi là acarbose.

Acarbose có hiệu quả như một loại thuốc tiểu đường vì nó ức chế các enzym cần thiết để phân hủy carbohydrate. Ban đầu nó được phát hiện do vi khuẩn sống trong đất tiết ra. Vi khuẩn sử dụng phân tử để ngăn chặn sự phát triển của các loại vi khuẩn khác. Và nó dựa vào một loại enzyme khác, được gọi là acarbose kinase, để vô hiệu hóa acarbose mà nó tiết ra để sự phát triển của chính nó không bị cản trở.

Các nhà nghiên cứu tự hỏi liệu các loại vi khuẩn khác cũng tiết ra các enzym tương tự để bất hoạt acarbose, và liệu cơ chế này có xảy ra ở vi khuẩn sống bên trong con người hay không. Bước đầu tiên là tìm kiếm trình tự DNA từ vi khuẩn microbiome ở người để xác định bất kỳ gen nào có tiềm năng tạo ra các enzym tương tự như acarbose kinase.

Sau khi tìm hiểu một số gen có khả năng ảnh hưởng, các nhà nghiên cứu tập trung vào gen được tìm thấy phổ biến nhất. Nghiên cứu một loài vi khuẩn miệng với gen đã được xác định, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng nó tạo ra khả năng kháng acarbose đáng kể dưới dạng một loại enzyme rất giống với acarbose kinase được xác định trong vi khuẩn đất.

Họ protein vi sinh vật mới này được đặt tên là Maks - acarbose kinase có nguồn gốc từ vi sinh vật. Và sau khi được xác định, Maks đã được phát hiện trong một lượng lớn vi khuẩn đường miệng và đường ruột của con người. Nhưng cũng như rất nhiều khám phá khoa học, phát hiện này đặt ra nhiều câu hỏi hơn là câu trả lời.

“Điều này không có ý nghĩa đối với chúng tôi: Tại sao vi khuẩn sống trong cơ thể người của những người khỏe mạnh lại sử dụng một cơ chế đề kháng rất cụ thể đối với acarbose, vì phần lớn những người này sẽ chưa bao giờ tiếp xúc với loại thuốc này?” Mohamed Donia, một trong những nhà nghiên cứu đang thực hiện nghiên cứu cho biết.

Cuộc điều tra đã khiến nhóm nghiên cứu phát hiện ra thực sự có các loài vi khuẩn trong hệ vi sinh vật của con người tạo ra acarbose. Vì vậy, giả thuyết hiện tại là Maks nảy sinh trong vi khuẩn microbiome như một cách để vượt qua vi khuẩn tạo ra các phân tử tương tự như acarbose.

Donia cho biết: “Trong nghiên cứu của chúng tôi, chúng tôi phát hiện ra rằng vi khuẩn dường như cũng cạnh tranh trong cơ thể người bằng cách sử dụng các phân tử giống acarbose, dẫn đến việc phổ biến rộng rãi cơ chế đề kháng rất đặc hiệu cho loại thuốc này giữa các thành viên của hệ vi sinh vật ở người. “Cơ chế này có thể vô tình ảnh hưởng đến phản ứng của bệnh nhân tiểu đường với thuốc này cũng như định hình tác động của nó lên hệ vi sinh vật.”

Phần cuối cùng của nghiên cứu xem xét bệnh nhân đái tháo đường để xác định xem Maks có ảnh hưởng đến đáp ứng điều trị với acarbose hay không. Dữ liệu được phân tích từ một thử nghiệm gần đây trên người điều tra hệ vi sinh vật và bệnh tiểu đường loại 2, cho thấy những bệnh nhân có vi khuẩn liên quan đến sản xuất Maks dường như phản ứng kém hiệu quả hơn với liệu pháp acarbose.

“Phân tích lại dữ liệu trong nghiên cứu này cho thấy nhóm bệnh nhân có hệ vi sinh vật đường ruột có khả năng bất hoạt acarbose thông qua kinase do phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Donia phát hiện nhận được ít lợi ích hơn từ thuốc so với nhóm bệnh nhân có hệ vi sinh vật đường ruột. Liping Zhao, một nhà vi sinh vật học từ Đại học Rutgers làm việc trong nghiên cứu, giải thích.

Các nhà nghiên cứu thận trọng lưu ý rằng đây chỉ là một nghiên cứu sơ bộ báo cáo về việc phát hiện ra sự tương tác thuốc / vi khuẩn bất ngờ này. Không rõ Maks có thể có ảnh hưởng gì đến hiệu quả của điều trị acarbose ở bệnh nhân tiểu đường.

Sẽ cần nhiều nghiên cứu hơn để tìm hiểu câu hỏi này, nhưng những phát hiện chắc chắn được xây dựng dựa trên những cách hấp dẫn mà hệ vi sinh vật của chúng ta có thể ảnh hưởng đến hoạt động của các loại thuốc mà chúng ta sử dụng. Và nghiên cứu này đã chỉ ra một cách trang nhã cách hành vi của các loài vi khuẩn cạnh tranh trong đất có thể được phản ánh bởi vi khuẩn sống trong cơ thể chúng ta.

Theo Newatlas