Metformin adalah obat yang paling banyak diresepkan untuk diabetes melitus tipe-2. Ini juga telah divalidasi untuk memperpanjang umur di banyak organisme. Namun demikian, mekanisme yang mendasari metformin memberikan efek anti-penuaan masih kurang dipahami.
Di Sel-makalah yang diterbitkan berjudulInang-Mikroba-Obat-Layar Nutrisi Mengidentifikasi Efektor Bakteri dari Terapi Metformin, tim peneliti yang terdiri dari ilmuwan Inggris dan Jerman menemukan bahwa perpanjangan umur yang dimediasi metformin-terkait erat dengan bakteri usus dan asupan makanan. Berdasarkan analisis model nematoda dan subjek manusia, para peneliti mengonfirmasi bahwa pola makan memodulasi kemanjuran metformin dengan bekerja pada mikrobiota usus.
Telah diketahui-bahwa bakteri yang berada di saluran pencernaan kita menghasilkan berbagai macam molekul yang mengatur status kesehatan dan perkembangan penyakit, yang fungsinya diatur oleh pola makan dan obat-obatan. Mengungkap interaksi multi-yang rumit antara pola makan, obat-obatan, dan bakteri usus merupakan tantangan yang berat.
Untuk mengatasi hambatan ini, Filipe Cabreiro dari MRC London Institute of Medical Sciences dan timnya mengembangkan pendekatan penyaringan throughput tinggi-empat arah yang inovatif dalam penelitian ini. Teknik ini membantu menjelaskan bagaimana pola makan, obat-obatan, dan mikroba usus berinteraksi untuk membentuk fisiologi inang.
Para peneliti mengadopsiCaenorhabditis elegansdijajah dengan-turunan manusiaEscherichia colisebagai model mikrobioma host-yang disederhanakan. Nematoda terkena ratusan senyawa nutrisi bersama dengan metformin. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengobatan metformin mengubah metabolisme dan umur cacing, sementara hasil tersebut dapat ditingkatkan atau dilawan dengan nutrisi tertentu. Yang terpenting, bakteri usus memainkan peran yang sangat diperlukan dalam proses ini.
“Ketergantungan aktivitas metformin pada makanan dan mikroba usus menjelaskan alasannyametformingagal memperpanjang umur organisme model umum lainnya, lalat buah. Pakan standar laboratorium untuk lalat buah mengandung kadar gula yang tinggi. Setelah gula makanan dihilangkan, kami mengamati efek menguntungkan dari metforminE. coli-lalat yang berkoloni,"jelas Helena Cochemé, salah satu peserta penelitian.
Analisis lebih lanjut mengungkapkan bahwa bakteri usus menggunakan mekanisme rumit yang terkait dengan jalur pensinyalan fosfotransferase untuk mengintegrasikan isyarat nutrisi dan sinyal metformin serta menyesuaikan metabolisme bakteri. Agmatine, suatu metabolit yang terakumulasi oleh bakteri, terbukti penting bagi metformin untuk memberikan manfaat kesehatan-yang meningkatkan manfaat bagi inangnya.
Dengan temuan dari nematoda ini, para ilmuwan kemudian mengeksplorasi apakah hasil serupa dapat dihasilkan pada manusia yang memiliki mikrobioma usus yang jauh-lebih kompleks. Mereka menganalisis profil mikrobioma, asupan nutrisi, dan data pengobatan dari sejumlah besar pasien diabetes tipe-2 dan sukarelawan sehat. Yang menggembirakan, terapi metformin berkorelasi kuat dengan peningkatan kapasitas produksi agmatin bakteri pada manusia. Hasil ini berhasil direplikasi di beberapa kelompok pasien diabetes tipe-2 independen di Eropa. Selain itu, bakteri yang sebagian besar mensintesis agmatin bertepatan dengan strain yang diketahui berkembang biak di mikrobioma usus penderita diabetes yang diobati dengan metformin.
Kesimpulannya, penelitian ini mengklarifikasi bagaimana jaringan interaksi canggih antara makanan, mikrobiota, dan inang mempengaruhi kemanjuran obat. Temuan ini berpotensi memandu rekomendasi pola makan atau mendukung pengembangan bakteri hasil rekayasa genetika untuk memperkuat efek menguntungkan metformin dan meningkatkan kesehatan serta umur panjang manusia.
