Menargetkan mikrobioma usus: Pendekatan baru untuk mengobati diabetes

Peran mikrobioma usus dalam diabetes
Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa DM tipe 2 (T2DM) dapat dikaitkan dengan perubahan komposisi tertentu dalam mikrobiota usus, termasuk tingkat yang lebih rendah dari filum Firmicutes dan Clostridia dalam mikrobiota usus pasien T2DM dibandingkan dengan kontrol.
Korelasi positif juga dicatat antara rasio Bacteroides-Prevotella terhadap C. coccoides-E. rectale dan Bacteroidetes terhadap Firmicutes dan konsentrasi glukosa plasma. Pada pasien T2DM, Betaproteobacteria lebih umum, yang berkorelasi positif dengan toleransi glukosa yang lebih rendah.
Sebuah studi asosiasi metagenom-lebar Tiongkok (MGWAS) melaporkan disbiosis mikroba pada pasien T2DM. Untuk tujuan ini, usus pasien T2DM menunjukkan adanya patogen tertentu yang lebih banyak termasuk Clostridium hathewayi, Bacteroides caccae, Eggerthella, Clostridium ramosum lenta, Clostridium symbiosum , dan Escherichia coli .
Pada saat yang sama, terjadi penurunan yang nyata pada bakteri penghasil butirat termasuk Faecalibacterium prausnitzii, Clostridiales sp . SS3/4, E. rectale, Roseburia inulinivorans , dan Roseburia intestinalis . Pada mikrobioma usus pasien T2DM, dilaporkan juga adanya peningkatan jumlah spesies pengurai musin dan spesies pereduksi sulfat.
Dalam penelitian sebelumnya terhadap wanita Eropa dengan T2DM, kadar Faecalibacterium prausnitzii dan Roseburia intestinalis yang menurun telah dikonfirmasi. Lebih jauh, konsentrasi lima spesies Clostridium yang menurun dan kelimpahan empat spesies Lactobacillus yang meningkat telah diamati.
Korelasi antara Clostridium dan hemoglobin glikosilasi (HbA1c), C-peptida, trigliserida plasma, dan insulin bersifat negatif, dengan HbA1c berkorelasi positif dengan kadar Lactobacillus . Secara keseluruhan, temuan ini menunjukkan bahwa spesies mikroba ini dapat dikaitkan dengan perkembangan T2DM.
Disbiosis memengaruhi patogenesis T2DM melalui berbagai mekanisme molekuler. Misalnya, mikrobiota usus dapat memengaruhi metabolisme lipid dan glukosa, sehingga memengaruhi perkembangan T2DM. Efek ini dapat ditimbulkan oleh regulator penting seperti asam empedu, asam amino rantai cabang (BCAA), asam lemak rantai pendek (SCFA), dan lipopolisakarida bakteri (LPS).
Mikrobiota usus sebagai target terapi untuk diabetes
Probiotik meningkatkan kontrol glikemik dan sensitivitas insulin, terutama di kalangan penderita diabetes dan mereka yang berisiko terkena diabetes.
Strain bakteri tertentu seperti Lactobacillus acidophilus dan Bifidobacterium bifidum telah dikaitkan dengan efek menguntungkan pada berbagai proses metabolisme. Mekanisme kerja utama adalah reaksi antara SCFA dan reseptor yang digabungkan dengan protein G, yang meningkatkan sensitivitas insulin. Strategi terapi yang menargetkan aktivitas sirtuin 1 (SIRT1) juga telah menunjukkan hasil yang menjanjikan dalam meningkatkan sensitivitas insulin dan kontrol glikemik pada penderita diabetes.
Fetuin-A, yang merupakan protein yang berasal dari hati, dapat meredam sinyal insulin, dengan kadar fetuin-A yang lebih tinggi dikaitkan dengan resistensi insulin dan peningkatan peradangan . Satu uji coba terkontrol acak menemukan bahwa suplementasi Lactobacillus casei selama delapan minggu menyebabkan penurunan kadar fetuin-A, peningkatan SIRT1, serta peningkatan resistensi insulin dan konsentrasi insulin serta glukosa darah pasca makan. L. casei juga telah terbukti memiliki sifat anti-inflamasi , dengan penelitian sebelumnya melaporkan penurunan kadar penanda peradangan seperti protein C-reaktif (CRP) dan faktor nekrosis tumor α (TNF-α) setelah suplementasi L. casei .
Sinbiotik adalah kombinasi probiotik dan prebiotik yang juga menawarkan pendekatan yang menjanjikan untuk mengelola diabetes. Satu studi pada penderita diabetes yang menjalani hemodialisis menunjukkan bahwa suplementasi sinbiotik secara signifikan menurunkan konsentrasi insulin, kadar glukosa darah puasa, dan resistensi insulin sekaligus meningkatkan sensitivitas insulin.
Transplantasi mikrobiota feses (FMT), yang melibatkan bakteri feses dari individu sehat yang ditransplantasikan ke individu lain, telah diteliti untuk pengobatan T2DM. Satu studi menunjukkan bahwa FMT, baik secara independen maupun dalam kombinasi dengan metformin, menghasilkan perbaikan signifikan pada indikator klinis utama pada pasien T2DM, termasuk penurunan nilai indeks massa tubuh (IMT), kadar glukosa darah sebelum dan sesudah makan, serta konsentrasi HbA1c.
Pola makan dan olahraga juga dapat memberikan dampak signifikan pada komposisi mikrobiota usus. Gandum utuh dan pola makan tinggi serat mendukung lingkungan mikroba yang bermanfaat dan beragam, yang menghasilkan produksi SCFA yang dapat mengurangi peradangan dan meningkatkan sensitivitas insulin.
Mikrobiota gastrointestinal juga dipengaruhi oleh olahraga teratur, yang dapat meningkatkan regulasi glukosa darah. Faktanya, model tikus telah menunjukkan bahwa olahraga menyebabkan produksi SCFA dan memulihkan kesehatan usus.