Сахарный диабет 2-го типа (T2D), является одной из форм диабета, характеризующейся высоким уровнем сахара в крови, инсулинорезистентностью и относительным недостатком инсулина. Распространенные симптомы включают повышенную жажду, частое мочеиспускание и необъяснимую потерю веса.
Несколько исследований показали, что связанные с ожирением изменения в микробиоте кишечника ассоциированные с незначительным воспалением, обуславливают взаимодействие между иммунной и метаболической системами во всей микробиоте кишечника. Существует несколько механизмов, которые связывают микробиоту с наступлением инсулинорезистентности и диабета, включая изменения в проницаемости кишечника, эндотоксемию, взаимодействие с желчными кислотами, изменения в пропорциях жировой ткани.
Большая группа ученых, сотрудничавшая с Мюнхенским техническим университетом (Фрайзинг, Германия), использовала высокопроизводительный секвенирование генов рибосомальных РНК 16S для профилирования состава микробиологического сообщества кишечника в образцах фекалий от 1 976 пациентов из Германии, участвовавших в проспективном исследовании популяции KORA, выявляя различные уровни специфических патогенов в течение дня у индивидуумов с имеющимися данными о времени дефекации.
Анализируя динамику микробиома кишечника, группа отметила, что у индивидуумов, имеющих Т2D или страдающих ожирением, по-видимому, теряются данные, связанные с изменением уровня и состава кишечного микробиома. Авторы отметили, что, хотя и ожирение, и T2D совпадают с изменениями колебаний микробиома кишечника в течение суток, существуют различия в рассматриваемых операционных таксонах, подтверждая то, что вес способствует стратификации риска T2D, независимо от нарушенных циркадных ритмов в микробиоме. Метагеномный анализ функционально связал 26 метаболических механизмов с суточными колебаниями кишечных бактерий.
Группа продолжила проверку 24-часовых ритмов микроорганизмов кишечника еще у почти 1400 немецких участников, отобранных в несколько моментов времени. Они также использовали метод машинного обучения, чтобы сфокусироваться на спектре из 13 меняющихся популяций бактерий кишечника с циркадианными паттернами, которые расстроены у людей с T2D. Алгоритм показал возможность обнаружения и прогнозирования случаев T2D у подгруппы из 699 участников из когорты KORA, в то время как дополнительные данные о метагеномных последовательностях для подгруппы из 50 участников исследования с или без T2D или с преддиабетом, каждый из которых тестировался с интервалом в два раза пять лет, обеспечили возможность понимания механизмов развития кишечных микробов, которые изменяются при метаболических заболеваниях.
Дирк Хэллер (Dirk Haller), заведующий кафедрой питания и иммунологии и старший автор исследования, сказал: "Мы продемонстрировали, что потеря циркадианного ритма влияет на особенности микроорганизмов, связанные с началом и прогрессированием Т2D, и выявили бактериальные алгоритмы для профилирования метаболических рисков в человеческих популяциях".
Авторы пришли к выводу, что, возможно, важно учитывать изменения в кишечной микробиоте, чтобы лучше понять основные механизмы изменений микробиома, связанных с заболеванием, и подтвердить профили риска в проспективных когортах.
