Studiul pe șoareci arată cum liraglutida modifică temporar comunitățile bacteriene intestinale
Un studiu pe șoareci urmărește modul în care un medicament de vârf din clasa agonistilor receptorului GLP-1, liraglutida, alterează bacteriile intestinale în timp, oferind indicii noi despre persistența schimbărilor în microbiom după întreruperea tratamentului.
Recent, un studiu publicat în revista Microbiology Spectrum a fost realizat de cercetători care au folosit șoareci masculi cu obezitate indusă prin dietă pentru a investiga efectele administrării zilnice de liraglutidă asupra dinamicii comunității bacteriene intestinale. Au fost analizate probe de fecale colectate în trei momente diferite pe parcursul unui protocol de intervenție și spălare de 21 de zile.
Analiza a arătat că liraglutida a crescut selectiv taxa bacteriilor legate de producerea acidului lactic, în timp ce a suprimat mai multe taxe fermentative de proteine și carbohidrați. Aceste schimbări au fost rapide și, în mare parte, reversibile în perioada de spălare de șapte zile. Totuși, studiul nu a determinat dacă aceste modificări microbiene au avut un efect benefic sau dăunător asupra sănătății intestinale.
Studiul a fost realizat în contextul în care cercetările metabolice din ultimele decenii au stabilit o legătură fiziologică strânsă între obezitate și comorbiditățile sale cardiometabolice asociate, precum și modificări ulterioare în compoziția comunității bacteriene intestinale. Introducerea relativ recentă a agonistilor receptorului peptidei glucagon-like-1 (GLP-1 RA) a extins considerabil tratamentele farmacologice pentru aceste condiții metabolice. Totuși, efectele lor asupra compoziției și funcției bacteriene intestinale rămân slab înțelese.
Deși studiile clinice pe oameni au demonstrat eficacitatea clinică a liraglutidei și au caracterizat profilul său de siguranță, dovezile preclinice rămân limitate în ceea ce privește dacă GLP-1 RA induce modificări structurale de lungă durată în microbiota intestinală. În plus, deoarece investigațiile anterioare asupra GLP-1 RA au înregistrat modificări microbiene după administrarea acestora, nu este clar dacă aceste modificări reprezintă răspunsuri farmacologice temporare care se normalizează după o perioadă de spălare a medicamentului sau persistă după retragerea tratamentului.
Studiul de față a avut ca scop abordarea acestor incertitudini microbiene, utilizând șoareci masculi C57BL/6J cu obezitate indusă prin dietă pentru a urmări schimbările longitudinale în diversitatea și compoziția bacteriană intestinală pe parcursul unei perioade de 21 de zile. Cercetătorii au monitorizat 24 de șoareci, împărțiți în trei grupuri de tratament: 1. Dietă bogată în grăsimi cu injecții subcutanate zilnice de liraglutidă (0,2 mg/kg) timp de 14 zile, urmate de o spălare de 7 zile (HFL), 2. Grup de control cu dietă bogată în grăsimi care a primit injecții zilnice cu soluție tampon fosfat (HFC), și 3. Grup de control cu dietă săracă în grăsimi, care a primit aceleași injecții (LFC). Greutatea corporală a tuturor animalelor experimentale a fost înregistrată zilnic pe parcursul studiului. Deși alimentele au fost cântărite zilnic, consumul nu a putut fi analizat deoarece șoarecii hrăniți cu dietă bogată în grăsimi și-au distrus frecvent hrana.
Dinamica comunității bacteriene a fost evaluată utilizând ADN fecal derivat din șoareci, extras la început (Ziua 0), după tratament (Ziua 14) și după spălare (Ziua 21). ADN-ul fecal a fost secvențiat folosind secvențiere de înaltă capacitate Illumina, care a vizat specific regiunea V4-V5 a genei ARN ribozomal bacterian 16S, generând aproximativ 7,1 milioane de citiri de înaltă calitate. Analizele bioinformatice ulterioare au utilizat scalarea multidimensională non-metrică (NMDS), o metodă de ordonare bazată pe disimilitudinile Bray-Curtis, pentru a evalua schimbările în structura comunității. În plus, o analiză Similarity Percentages (SIMPER) a fost folosită pentru a identifica tipurile de secvență ADN bacteriană distincte, cunoscute sub numele de variante de secvență amplicon (ASVs), care au contribuit cel mai mult la diferențele observate în comunitate.
Rezultatele au arătat că liraglutida a redus greutatea corporală la șoarecii HFL, care erau semnificativ mai ușori decât grupul de control HFC începând cu Ziua 4, în timp ce grupul HFC continua să câștige în greutate. După oprirea administrării zilnice de liraglutidă în Ziua 14, animalele HFL au experimentat o revenire treptată a greutății corporale până în Ziua 21, deși au rămas semnificativ mai ușoare decât grupul HFC. Aceasta a indicat o reversibilitate parțială a pierderii în greutate asociate tratamentului după retragerea medicamentului.
Analizele ecologice ale comunității bacteriene fecale au relevat schimbări structurale distincte în șoarecii experimentali în timpul tratamentului activ. De exemplu, ordonarea NMDS a arătat o separare clară a structurii comunității bacteriene a șoarecilor HFL în Ziua 14 față de valorile lor de bază (Ziua 0) și cele ale grupurilor de control, HFC și LFC, analizele statistice indicând diferențe semnificative.
Totuși, studiul a constatat că, după perioada de spălare de 7 zile, în Ziua 21, comunitatea bacteriană intestinală a șoarecilor HFL s-a modificat înapoi spre structura de bază și s-a apropiat de cea a animalelor tratate cu vehicul HFC, rămânând totuși semnificativ diferită de grupul LFC. Diversitatea Shannon și bogăția speciilor Chao1 au corroborat aceste descoperiri și au relevat o scădere temporară în timpul tratamentului activ. Diversitatea Shannon a recuperat doar parțial, în timp ce bogăția Chao1 a revenit aproximativ la nivelul său de bază după spălare. Secvențele legate de Bacteroidales au rămas, de asemenea, reduse în Ziua 21.
În final, analiza SIMPER a identificat 21 de ASVs primare, care au contat pentru 83% din variația comunității din grupul HFL. Analizele au demonstrat că nouă ASVs au crescut semnificativ în timpul tratamentului activ: șase au fost strâns legate de Lactobacillus gasseri, L. paragasseri și L. johnsonii, în timp ce trei au fost strâns legate de Leptogranulimonas caecicola. În contrast, 12 ASVs asociate cu taxe fermentative de proteine și carbohidrați, inclusiv genurile Romboutsia, Faecalicatena și Oscillibacter, au fost observate că au scăzut semnificativ până în Ziua 14, de la 11,49% la 2,61%, înainte de a recupera parțial la 8,54% după spălare în Ziua 21.
Studiul de față demonstrează că liraglutida a fost asociată cu modificări rapide și în mare parte reversibile în comunitatea bacteriană fecală a șoarecilor masculi hrăniți cu
