Atklāti zarnu baktēriju proteīni, kas ietekmē hormonus, vielmaiņu un kaulu veselību

Cilvēka zarnās mīt triljoni mikroorganismu, kas ražo vielas, kuras caur asinsriti un zarnu nervu sistēmu var regulēt visu orgānu darbību organismā. Tomēr maz ir zināms par vairuma baktēriju, kas veido mūsu mikrobiomu, ietekmi.

Tagad starptautiska zinātnieku komanda Kopenhāgenas Universitātes vadībā ir identificējusi izplatītu baktērijas celmu, kas varētu pavērt ceļu pilnīgi jaunas zāļu klases izstrādei. Pētījums ar nosaukumu “Polipeptīdi, ko cilvēka zarnās producē izplatītas baktērijas, uzlabo vielmaiņu grauzējiem” ir publicēts žurnālā Nature Microbiology.

Šī baktērija ražo divas olbaltumvielu molekulas, kas ir nedaudz līdzīgas hormonam irizīnam. Irizīnu izdala muskuļi fizisko aktivitāšu laikā, un tam ir nozīme tauku metabolismā.

Atklātie signalizācijas proteīni tiek saukti par RORDEP1 un RORDEP2. Tie ietekmē organisma hormonālo līdzsvaru, kā arī svaru, kaulu blīvumu un cukura līmeni asinīs.

"Mēs atklājām, ka RORDEP producējošo baktēriju skaits cilvēkiem var atšķirties pat 100 000 reižu, un ka cilvēkiem ar augstu šo baktēriju līmeni ir tendence uz mazāku ķermeņa svaru," saka Jongs Fans, Novo Nordic fonda Pamatmetabolisma pētījumu centra asociētais profesors un pētījuma vadošais autors.

Svara un cukura līmeņa asinīs regulēšana

Pētījumā pētnieki apraksta, kā RORDEP proteīni palielina organisma hormonu, piemēram, GLP-1 un PYY, līmeni, kas palīdz regulēt apetīti un glikozes līmeni, kā arī insulīna līmeni, kas nepieciešams stabila cukura līmeņa asinīs uzturēšanai. Vienlaikus RORDEP proteīni nomāc hormonu GIP, kas var veicināt svara pieaugumu. Turklāt šie proteīni tieši veicina tauku dedzināšanu.

"Eksperimentos ar žurkām un pelēm, kurām injicēja vai nu RORDEP producējošas baktērijas, vai pašus RORDEP proteīnus, mēs novērojām mazāku svara pieaugumu un zemāku cukura līmeni asinīs, kā arī palielinātu kaulu blīvumu. Tas ir aizraujoši, jo šī ir pirmā reize, kad mums ir izdevies kartēt zarnu baktērijas, kas maina mūsu hormonālo sastāvu," saka Jongs Fans.

Paradigmas maiņa hronisku slimību ārstēšanā

Pētījumi par zarnu baktēriju lomu cilvēku veselībā pamudināja Kopenhāgenas Universitātes zinātniekus pirms diviem gadiem ar universitātes finansiālu atbalstu nodibināt biotehnoloģijas uzņēmumu GutCRINE.

Pirmie klīniskie pētījumi jau ir sākušies. Vienā pētījumā veseliem dalībniekiem tiek dotas dzīvas baktērijas, kas ražo RORDEP, lai pētītu to ietekmi uz cilvēka bioloģiju. Citā pētījumā tiek pētīta RORDEP1 proteīna ietekme.

“Pašlaik mēs pamatpētījumus pārvēršam klīniskajos pētījumos, lai noskaidrotu, vai RORDEP producējošās baktērijas vai paši RORDEP proteīni – dabiskā vai ķīmiski modificētā veidā – varētu veidot pamatu jaunai bioloģisko zāļu klasei, kas pazīstama kā farmakobiotikas,” saka projekta vadītājs un pētījuma vecākais autors profesors Olufs Pedersens no Kopenhāgenas Universitātes.

Viņš piebilst:

“Raugoties uz 10–15 gadiem, mēs vēlamies pārbaudīt RORDEP producējošo baktēriju potenciālu gan profilaksei, gan ārstēšanai. Mēs vēlamies noskaidrot, vai tās var kļūt par nākamās paaudzes probiotikām, ko izmanto kā uztura bagātinātāju, lai novērstu bieži sastopamas hroniskas slimības, un vai modificētas formas RORDEP olbaltumvielas var tikt attīstītas par nākotnes zālēm sirds un asinsvadu slimību, aptaukošanās, diabēta un osteoporozes ārstēšanai.”

Pētījums tika veikts sadarbībā ar zinātniekiem no Kopenhāgenas Universitātes, Herlevas Gentoftes slimnīcas, Zēlandes Universitātes slimnīcas, Novo Nordisk A/S, Dānijas Tehniskās universitātes, Steno diabēta centra un Čuncjinas Medicīnas universitātes (Ķīna).