Sebuah studi komprehensif yang melibatkan banyak populasi menghubungkan galur bakteri dan bakteriofag tertentu dalam mikrobioma usus dengan risiko diabetes tipe 2, yang menunjukkan jalur potensial untuk intervensi. Dengan mempelajari kelompok yang besar dan beragam, para peneliti telah mengidentifikasi spesies mikroba baru yang terkait dengan diabetes dan menyoroti pentingnya profil mikrobioma yang dipersonalisasi dalam pencegahan dan pengelolaan penyakit.
Para peneliti dari Brigham, Broad, dan Harvard Chan School telah menemukan bahwa jenis dan jenis bakteri ini dikaitkan dengan perubahan fungsi mikrobioma usus dan risiko seseorang terkena diabetes tipe 2.
Studi terbesar dan paling beragam yang pernah ada mengenai mikrobioma usus pada individu dengan diabetes tipe 2 (T2D), pradiabetes, dan kadar glukosa normal telah menemukan bahwa virus dan varian genetik bakteri tertentu dikaitkan dengan perubahan fungsi mikrobioma usus dan risiko T2D.
Hasil penelitian—kolaborasi antara Brigham and Women's Hospital (anggota pendiri sistem perawatan kesehatan Mass General Brigham), Broad Institute of MIT dan Harvard, dan Harvard TH Chan School of Public Health—diterbitkan di PengalamanRBahasa inggris: SAYADke dalam.
“Mikrobioma sangat bervariasi di berbagai lokasi geografis dan kelompok ras dan etnis. Jika Anda hanya mempelajari populasi kecil yang homogen, Anda mungkin akan melewatkan sesuatu,” kata penulis korespondensi Daniel (Dong) Wang, MD, ScD, dari Divisi Kedokteran Jaringan Channing di Rumah Sakit Brigham dan Wanita, Broad, dan Harvard Chan School. “Studi kami sejauh ini merupakan yang terbesar dan paling beragam dari jenisnya.”
“Hubungan mikrobioma usus dengan penyakit kronis, kompleks, dan heterogen seperti T2D itu rumit,” kata penulis korespondensi Curtis Huttenhower, PhD, dari Harvard Chan School dan Broad. “Sama seperti studi populasi manusia yang besar penting untuk memahami variasi genetik manusia, populasi yang besar dan beragam juga diperlukan—dan semakin memungkinkan—untuk studi terperinci tentang variasi mikrobioma.”
Dampak Global dan Rincian Studi
T2D diperkirakan memengaruhi 537 juta orang di seluruh dunia. Pada T2D, tubuh secara bertahap kehilangan kemampuannya untuk mengatur gula darah secara efektif. Penelitian selama dekade terakhir telah menghubungkan perubahan dalam mikrobioma usus—kumpulan bakteri, jamur, dan virus yang menghuni usus kita—dengan perkembangan T2D. Namun, penelitian sebelumnya tentang mikrobioma usus dan perannya dalam T2D terlalu kecil dan bervariasi dalam desain penelitian untuk menarik kesimpulan yang signifikan.
Makalah ini menganalisis data dari Konsorsium Penyakit Kardiometabolik dan Mikrobioma (MicroCardio) yang baru didirikan. Investigasi ini mencakup data yang baru dihasilkan dan data yang awalnya dikumpulkan selama beberapa eksperimen lain, yang mencakup total 8.117 metagenom mikrobioma usus dari peserta yang beragam secara etnis dan geografis. Individu yang termasuk dalam penelitian ini menderita T2D, pradiabetes, atau tidak ada perubahan kadar gula darah dan berasal dari AS, Israel, Swedia, Finlandia, Denmark, Jerman, Prancis, dan Cina. Penulis pertama bersama makalah ini adalah Zhendong Mei, PhD, dari Divisi Channing Kedokteran Jaringan di Rumah Sakit Brigham dan Wanita dan Broad, dan Fenglei Wang, PhD, dari Sekolah Chan Harvard dan Broad.
“Dengan penelitian besar ini, kami mengajukan dua pertanyaan. Pertama, 'Apa peran spesies dan galur yang membentuk mikrobioma usus dalam diabetes tipe 2?' Pertanyaan kedua adalah, 'Apa yang dilakukan mikroba ini?'” kata Wang. “Ketika kami menganalisis data ini, kami menemukan sekumpulan spesies mikroba yang relatif konsisten yang dikaitkan dengan diabetes tipe 2 di seluruh populasi penelitian kami. Banyak dari spesies ini belum pernah dilaporkan sebelumnya.”
Untuk memahami peran mikroba ini dalam usus, tim menganalisis kemampuan fungsional spesies tersebut. Berbagai jenis spesies mikroba dapat memiliki fungsi yang berbeda-beda, seperti kemampuan untuk membuat asam amino tertentu. kecutTim menemukan bahwa strain tertentu memiliki fungsi yang mungkin terkait dengan berbagai risiko diabetes tipe 2.
Salah satu perbedaan fungsional utama yang mereka lihat adalah bahwa strain Sampul Prevotella—mikroba umum di usus yang memiliki kapasitas untuk menghasilkan sejumlah besar rantai cabang Asam amino (BCAA)—lebih umum ditemukan dalam mikrobioma usus penderita diabetes. Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa orang dengan kadar BCAA yang tinggi secara kronis dalam darah memiliki risiko lebih tinggi terhadap obesitas dan diabetes tipe 2.
Para peneliti juga menemukan bukti yang menunjukkan bahwa bakteriofag—virus yang menginfeksi bakteri—dapat menyebabkan beberapa perubahan yang mereka deteksi pada strain bakteri usus tertentu.
Bakteriofag dan Peran Mengejutkan Mereka
“Temuan kami mengenai bakteriofag sangat mengejutkan,” kata Wang. “Ini bisa berarti bahwa virus menginfeksi bakteri dan mengubah fungsinya dengan cara yang meningkatkan atau menurunkan risiko diabetes tipe 2, tetapi penelitian lebih lanjut diperlukan untuk memahami hubungan ini.”
Dalam analisis lain, tim tersebut mempelajari sebagian kecil sampel dari pasien yang baru didiagnosis menderita diabetes tipe 2 untuk menilai mikrobioma yang cenderung tidak terpengaruh oleh penggunaan obat atau kadar glukosa tinggi dalam jangka panjang. Wang mengatakan hasilnya serupa dengan temuan mereka yang lebih besar.
“Kami yakin bahwa perubahan pada mikrobioma usus menyebabkan diabetes tipe 2,” kata Wang. “Perubahan pada mikrobioma mungkin terjadi lebih dulu, dan diabetes mungkin berkembang kemudian, bukan sebaliknya—meskipun studi prospektif atau intervensional di masa mendatang diperlukan untuk membuktikan hubungan ini dengan kuat.”
“Jika sifat mikroba ini bersifat kausal, kita mungkin menemukan cara untuk mengubah mikrobioma dan mengurangi risiko diabetes tipe 2,” imbuhnya. “Mikrobioma bersifat intervensional—artinya Anda dapat mengubah mikrobioma Anda, misalnya, dengan perubahan pola makan, probiotik, atau transplantasi feses.”
Salah satu keterbatasan utama dari penelitian ini adalah, sebagian besar, penelitian ini mengamati mikrobioma pasien pada satu titik waktu. Penelitian ini tidak mengamati perubahan mikrobioma usus atau status penyakit dari waktu ke waktu. Penelitian selanjutnya yang didasarkan pada penelitian ini mencakup mempelajari hubungan ini dalam jangka waktu yang lebih lama dan memeriksa fungsi spesifik strain untuk lebih memahami bagaimana mereka berkontribusi terhadap T2D.
“Manfaat dan tantangan mikrobioma manusia adalah sifatnya yang sangat personal,” kata Huttenhower. “Fakta bahwa kita masing-masing memiliki komunitas mikroba dan genetika mikroba yang sangat berbeda berarti bahwa diperlukan studi populasi yang sangat besar untuk menemukan pola yang konsisten. Namun begitu kita menemukannya, mikrobioma individu berpotensi untuk dibentuk kembali guna membantu mengurangi risiko penyakit.”
Referensi: “Tanda-tanda mikroba usus spesifik strain pada diabetes tipe 2 yang diidentifikasi dalam analisis lintas kohort terhadap 8.117 metagenom” oleh Zhendong Mei, Fenglei Wang, Amrisha Bhosle, Danyue Dong, Raaj Mehta, Andrew Ghazi, Yancong Zhang, Yuxi Liu, Ehud Rinott, Siyuan Ma, Eric B. Rimm, Martha Daviglus, Walter C. Willett, Rob Knight, Frank B. Hu, Qibin Qi, Andrew T. Chan, Robert D. Burk, Meir J. Stampfer, Iris Shai, Robert C. Kaplan, Curtis Huttenhower dan Dong D. Wang, 25 Juni 2024, Obat Alami.
Nomor Induk Kependudukan: 10.1038/s41591-024-03067-7
Pengungkapan: Huttenhower adalah anggota dewan penasihat ilmiah untuk Zoe Nutrition, Empress Therapeutics, dan Seres Therapeutics. Penulis lainnya menyatakan tidak ada konflik kepentingan.
Pendanaan: Pendanaan disediakan oleh National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases (R00 DK119412) dan Boston Nutrition Obesity Research Center Pilot & Feasibility Program (P30 DK046200; R24 DK110499), National Institute of Nursing Research (R01 NR01999), National Institute on Aging (R01 AG077489; RF1 AG083764), dan National Cancer Institute (R35 CA253185). Fenglei Wang didukung oleh American Heart Association Postdoctoral Fellowship (Hibah 897161).
NewsRoom.id
