[ad_1]

دانشمندان پرینستون دریافتند که میکروب های دهان و روده می توانند یک داروی ضد دیابت را غیرفعال کنند

محققان دانشگاه پرینستون کشف کردند که میکروب هایی که در دستگاه گوارش انسان زندگی می کنند می توانند داروی ضد دیابت آکاربوز را غیرفعال کنند که ممکن است بر کارایی دارو در بیماران تأثیر بگذارد و بر میکروبیوم تأثیر بگذارد. با ردیابی این مکانیسم، تیم یک آنزیم رمزگذاری شده با میکروبیوم جدید به نام Mak1 را شناسایی کرد که آکاربوز را اصلاح می کند و باعث غیرفعال شدن آن می شود. این نمودار ساختار کریستالی Mak1 متصل به داروی آکاربوز (ساختار چوب سیاه، قرمز و آبی) را نشان می دهد. اعتبار: کیتلین سدویک برای دانشگاه پرینستون.

آکاربوز یک داروی ضد دیابت است که معمولاً تجویز می شود و با مهار آنزیم های انسانی که کربوهیدرات های پیچیده را تجزیه می کنند به کنترل سطح قند خون کمک می کند. اکنون، تحقیقات جدید از آزمایشگاه محمد دونیا، محقق پرینستون، نشان می‌دهد که برخی از باکتری‌های دهان و روده می‌توانند آکاربوز را غیرفعال کنند و به طور بالقوه بر عملکرد بالینی دارو و تأثیر آن بر اعضای باکتریایی میکروبیوم انسان تأثیر بگذارند. این مقاله به صورت آنلاین و در شماره 2 دسامبر 2021 مجله ظاهر شد طبیعت.

“مطالعات متعدد به وضوح نشان داده اند که میکروبیوم انسان، مجموعه ای از میکروب هایی که در بدن انسان و روی بدن انسان زندگی می کنند، می تواند بر سلامت، بیماری و توانایی ما در پاسخگویی به مداخلات درمانی مختلف تاثیر بگذارد. اما آنچه هنوز نسبتا نادر است مواردی است که در آن وجود دارد. محمد دنیا، دانشیار دپارتمان زیست‌شناسی مولکولی در پرینستون، گفت: چنین اثراتی در سطوح مولکولی و مکانیکی تعریف می‌شوند – این دقیقاً همان کاری است که ما در این مطالعه انجام می‌دهیم.

آکاربوز در ابتدا از باکتری هایی که در خاک زندگی می کنند جدا شد. این باکتری‌ها آکاربوز ترشح می‌کنند تا مانع رشد انواع دیگر باکتری‌ها در محیط خود شوند و مزیت رقابتی برای خود ایجاد کنند. هم نسخه طبیعی باکتریایی و هم داروی آکاربوز، a-glucosidases را مهار می کنند، آنزیم های بیان شده توسط انسان و باکتری ها برای تجزیه قندهای پیچیده به شکلی که می تواند برای انرژی متابولیزه شود.

اما باکتری های مولد آکاربوز یک پادزهر نیز برای آن بیان می کنند – آنزیمی به نام آکاربوز کیناز که آکاربوز را اصلاح می کند و آن را غیرفعال می کند. Donia و همکارانش، به سرپرستی دانشجوی فارغ التحصیل Jared Balaich (Ph.D. 2021)، این فرضیه را مطرح کردند که توانایی غیرفعال کردن آکاربوز ممکن است منحصر به باکتری های خاک نباشد، بلکه ممکن است توسط باکتری های میکروبیوم انسانی نیز به کار گرفته شود.

با کمک Abhishek Biswas، یک مهندس نرم افزار تحقیقاتی که با Donia کار می کند، این تیم دنباله های DNA از میکروبیوم انسان را برای شناسایی آنزیم هایی که پیش بینی می کردند آکاربوز را غیرفعال می کند، جستجو کردند. Balaich گفت: “جستجوی ما 70 ژن بالقوه مرتبط را شناسایی کرد.”

برای بررسی نقش این ژن‌های تازه شناسایی شده، محققان توالی‌های DNA زیرمجموعه‌ای از ژن‌ها را سنتز کردند و 9 آنزیم به دست آمده را خالص‌سازی کردند. مطالعات بیشتر نشان داد که همه آنزیم‌های آزمایش‌شده به جز یکی، مشابه آکاربوز کیناز عمل می‌کنند و فعالیت آکاربوز را در یک لوله آزمایش مسدود می‌کنند.

زمانی که ژن رایج‌ترین آنزیم‌های تازه یافت شده به گونه‌ای از باکتری‌های دهانی اضافه شد که معمولاً فاقد آنزیم‌های غیرفعال کننده آکاربوز هستند، باکتری‌ها در برابر اثرات آکاربوز مقاوم شدند.

در نهایت، با همکاری فیلیپ جفری، مدیر مرکز کریستالوگرافی پرینستون و محققان در آزمایشگاه دانشیار الکسی کورنیخ، این تیم از کریستالوگرافی اشعه ایکس برای بررسی نحوه تعامل این آنزیم جدید با آکاربوز استفاده کردند و نشان دادند که از نظر ساختاری شبیه به باکتری خاک است. آکاربوز کیناز

محققان خانواده تازه کشف شده و مشخص شده پروتئین های میکروبیوم انسانی را «آکاربوز کینازهای مشتق شده از میکروبیوم» یا Maks نامیدند.

باکتری هایی که Maks را بیان می کنند احتمالاً در برابر آکاربوز مقاوم هستند. محققان نشان دادند که ماکس در بین باکتری‌های دستگاه گوارش انسان به وفور یافت می‌شود: آنها در سه دسته اصلی یا فیلا باکتری‌های دهان و روده وجود دارند که همگی در جمعیت‌های انسانی در سراسر جهان گسترده هستند. این نشان می دهد که بسیاری از افراد ممکن است دارای باکتری هایی باشند که می توانند یک داروی مهم ضد دیابت را خنثی کنند.

“این برای ما منطقی نبود: چرا باکتری های زندگی در بدن انسان انسان های سالم از مکانیسم مقاومت بسیار خاصی در برابر آکاربوز استفاده می کنند، با توجه به اینکه اکثریت قریب به اتفاق این افراد هرگز در معرض این دارو نبوده اند؟” دنیا گفت.

در حین بررسی این سوال، دونیا و همکارانش حداقل یک گونه باکتری را در میکروبیوم انسان شناسایی کردند که ممکن است بتواند ترکیبی شبیه آکاربوز بسازد. این یافته نشان می دهد که توانایی غیرفعال کردن آکاربوز احتمالاً به دلیل رقابت بین باکتری های میکروبیوم ایجاد شده است.

برای بررسی اینکه آیا ماکس ممکن است بر اثربخشی آکاربوز در درمان بیماران دیابتی تأثیر بگذارد، دونیا از لیپینگ ژائو، استاد میکروبیولوژی کاربردی در دانشگاه راتگرز کمک گرفت که اخیراً یک کارآزمایی بالینی انسانی را تکمیل کرده است که تعامل بین رژیم غذایی، میکروبیوم روده و نوع را بررسی می کند. دیابت II. تصادفاً، گروه کوچکی از بیماران در این کارآزمایی با آکاربوز بدون هیچ مداخله اضافی تحت درمان قرار گرفتند – مجموعه داده ای ایده آل برای بررسی اثرات بالقوه Maks بر درمان آکاربوز.

“تحلیل مجدد داده ها در این [study] ژائو گفت، گروه بیمارانی که میکروبیوم روده‌شان ظرفیت غیرفعال کردن آکاربوز را از طریق کیناز کشف‌شده توسط آزمایشگاه دکتر دونیا داشت، در مقایسه با گروهی از بیمارانی که میکروبیوم روده‌شان این ظرفیت را نداشت، از این دارو بهره‌مند شدند.

اگرچه این یافته به دلیل تعداد کم بیماران باید با احتیاط تفسیر شود، با این وجود ممکن است به یک تعامل پیش بینی نشده بین میکروبیوم انسانی و یک داروی مهم بالینی اشاره کند. در آینده، آزمایش‌های بالینی بزرگ‌تری مورد نیاز خواهد بود تا مشخص شود حضور Maks در میکروبیوم چگونه بر عملکرد آکاربوز در برابر دیابت تأثیر می‌گذارد.

دنیا می‌گوید: مدت‌هاست که می‌دانیم باکتری‌ها برای کربوهیدرات در خاک با استفاده از آکاربوز رقابت می‌کنند و ما انسان‌ها این مولکول را برای درمان دیابت قرض می‌گیریم. “در مطالعه خود متوجه شدیم که باکتری ها نیز در بدن انسان با استفاده از مولکول های آکاربوز مانند به رقابت می پردازند و در نتیجه مکانیسم مقاومتی که برای این دارو بسیار خاص است در بین اعضای میکروبیوم انسانی منتشر می شود. این مکانیسم ممکن است به طور تصادفی تاثیر بگذارد. پاسخ بیماران دیابتی به این دارو و همچنین شکل دادن به تأثیر آن بر میکروبیوم. افشای این داستان پیچیده بیش از پاسخ به سؤالات منجر شد و ما بسیار هیجان زده هستیم که جزئیات مولکولی آن را ادامه دهیم.»

Balaich گفت: “من فکر می کنم این مطالعه فقط نشان می دهد که میکروبیوم انسان یک منطقه جالب مطالعه است و ما چیزهای بیشتری در مورد نحوه تعامل این باکتری ها با یکدیگر و با ما داریم.”


داروی دیابت بر میکروبیوم روده تأثیر می گذارد


اطلاعات بیشتر:
Jared Balaich و همکاران، میکروبیوم انسانی مقاومت در برابر داروی ضد دیابت آکاربوز را رمزگذاری می کند. طبیعت (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-04091-0

ارائه شده توسط دانشگاه پرینستون

نقل قول: میکروب های دهان و روده می توانند یک داروی ضد دیابت را غیرفعال کنند (2021، 21 دسامبر) بازیابی شده در 22 دسامبر 2021 از https://medicalxpress.com/news/2021-12-oral-gut-microbes-inactivate-antidiabetic.html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.



[ad_2]