Сахарный диабет — серьёзное заболевание, от которого в мире страдает около 400 млн человек. Значительная часть мировой популяции живёт с ожирением. Новое исследование может помочь в предотвращении этих двух заболеваний.
Согласно данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (Centers for Disease Control and Prevention; CDC), ожирение присутствует у 36,5% жителей США. Его связывают с развитием ряда серьёзных заболеваний: болезней сердца, инсульта, сахарного диабета 2 типа и некоторых видов рака.
Сахарный диабет в США также широко распространён: считается, что с этим заболеванием живут 29 млн американцев, ещё у 86 млн наблюдается предиабет. Диабет может привести к серьёзным осложнениям, поэтому данное заболевание занимает седьмое место среди причин смерти в США.
В настоящее время способов полностью вылечить сахарный диабет не существует. Учёные исследуют возможные варианты, включая пересадку поджелудочной железы и манипуляции с генами.
Исследователи из Католического университета Лувена (фр. Université catholique de Louvain), расположенного в Бельгии, открыли белок, который, возможно, вскоре остановит развитие диабета и ожирения у людей.
На протяжении последних 10 лет исследователи занимались изучением бактерии под названием Akkermansia muciniphila. Работа велась под руководством Патриса Кани (Patrice Cani), сотрудника межуниверситетского научного института WELBIO в Институте исследования лекарственных препаратов (Louvain Drug Research Institute) Католического университета Лувена, и Виллема де Во (Willem de Vos) профессора Вагенингенского университета (нидерл. Wageningen Universiteit en Researchcentrum).
Akkermansia muciniphila — одна из самых распространённых бактерий, она составляет 1—5% популяции микробиоты кишечника.
Кани и его коллегам удалось впервые продемонстрировать, что Akkermansia muciniphila может играть ключевую роль в борьбе с сахарным диабетом 2 типа и ожирением. Исследователи выдвинули гипотезу в 2007 году и подтвердили её в 2013. С тех пор известно, что диабет 2 типа и ожирение характеризуются изменениями в составе микробиоты кишечника, воспалением и разрушением кишечного барьера, но точный механизм, лежащий в основе этих нарушений, был до сих пор неясен.
В рамках исследования, проведённого в 2013 году, Кани и его коллеги выделили бактерию Akkermansia muciniphila, микроорганизм, живущий в слое кишечной слизи и перерабатывающий её. Учёные заметили, что у грызунов, страдающих ожирением, численность этих бактерий в кишечнике ниже, чем у мышей с нормальной массой тела. Тогда же мыши получили терапию с использованием Akkermansia muciniphila, восстановившую некоторые нарушения обмена веществ.
Сейчас учёные решили вновь культивировать эту бактерию и исследовать её воздействие на людей. Испытания, начавшиеся в декабре 2015 года в Больнице Сент-Лу (фр. Cliniques universitaires Saint-Luc) Католического университета Лувена, в настоящее время ещё не завершены.
Исследователи уже продемонстрировали, что применение Akkermansia muciniphila у людей безопасно. Однако учёным ещё предстоит доказать, что положительные эффекты бактериальной терапии, обнаруженные в 2013 году на мышах, сохраняются при лечении людей.
В ходе работы Кани случайно выяснил, что пастеризация благотворно влияет на Akkermansia muciniphila. «Неожиданно мы открыли, что пастеризация Akkermansia muciniphila повышает её способность уменьшать массу тела мышей, снижать их резистентность к инсулину и нормализовать содержание липидов в крови животных».
Результаты работы были опубликованы в журнале Nature Medicine.
Учёные пытались инактивировать Akkermansia muciniphila без уничтожения её полезных свойств, чтобы затем создать препарат на основе бактерии. Пастеризация рассматривалась в качестве одного из способов обработки микроорганизма. После пастеризации выяснилось, что полезные свойства Akkermansia muciniphila усилились. Пытаясь понять, почему Akkermansia muciniphila после пастеризации стала более эффективна, учёные выделили белок Amuc_1100, находящийся на внешней мембране бактерии. Ген, ответственный за его синтез, оказался в кластере, связанном с формированием пилей — нитевидных образований на поверхности бактерии. Это косвенным образом свидетельствовало в пользу гипотезы, согласно которой этот белок играет определённую роль во взаимодействии бактерии с организмом-хозяином.
Генетически модифицировав бактерию Escherichia coli, учёные смогли получить белок, получивший название Amuc_1100* и исследовать его влияние на грызунов. Оказалось, что Amuc_1100* воздействует на толл-подобные рецепторы 2 типа так же, как и исходный белок Amuc_1100, вырабатываемый Akkermansia muciniphila. Влияя на процессы обмена мочевины и усвоения энергии, белок сохранял свою способность уменьшать массу тела грызунов и воздействовать на другие нарушения обмена, ассоциируемые с метаболическим синдромом и сахарным диабетом 2 типа.
Учёные уже подтвердили безопасность лечения людей как живыми, так и пастеризованными бактериями Akkermansia muciniphila. Об эффективности этого метода в плане борьбы с ожирением и диабетом станет известно в конце 2017 года, по завершении клинического исследования.
