Semaglutida modifică microbiomul intestinal la șobolani, dincolo de explicațiile dietetice
Un experiment de alimentație controlată pe șobolani de sex masculin și feminin a investigat dacă modificările bacteriilor intestinale sunt rezultatul reducerii consumului alimentar sau implică efecte specifice ale medicamentului utilizat frecvent pentru pierderea în greutate.
Un studiu recent publicat în revista Comprehensive Physiology a descoperit că semaglutida (SEMA) a schimbat microbiomul intestinal al șobolanilor de sex masculin și feminin într-un mod care nu a fost complet replicat prin restricția alimentară.
Medicamentele care suprimă apetitul pot afecta, de asemenea, microbiomul intestinal. Acesta joacă un rol esențial în absorbția nutrienților, echilibrul energetic și comunicarea între intestin, creier și organele metabolice. SEMA, un agonist al receptorului peptidei 1 asemănătoare glucagonului (GLP-1), reduce aportul alimentar și greutatea corporală, însă interacțiunea sa cu microbiomul intestinal nu este pe deplin înțeleasă. Schimbările în compoziția microbiană în timpul tratamentului pot fi rezultatul consumului alimentar redus, al alegerilor dietetice modificate sau al efectelor specifice ale medicamentului. De asemenea, sexul biologic poate influența aceste interacțiuni. Studiile anterioare au raportat răspunsuri microbiene variate la agonistii receptorului GLP-1, iar cercetări suplimentare sunt necesare pentru a distinge efectele legate de medicament de cele asociate cu reducerea consumului alimentar.
Cercetătorii au folosit șobolani Sprague-Dawley de sex masculin și feminin pentru a investiga modificările microbiomului intestinal asociate cu SEMA. Treizeci și șase de șobolani din fiecare sex, inițial de 7 săptămâni, au fost cazați individual, într-un mediu controlat de temperatură și cu un ciclu de lumină-întuneric de 12 ore. După o perioadă de acomodare de o săptămână, animalele au primit o dietă bogată în grăsimi (HFD) ce furniza 60% din calorii din grăsimi timp de 6 săptămâni înainte de tratament și pe parcursul perioadei experimentale, rezultând 10 săptămâni de expunere la dieta care induce obezitate.
Șobolanii din fiecare sex au fost împărțiți în trei grupuri: control, tratați cu SEMA și hrăniți în pereche (PF). SEMA a fost administrată subcutanat folosind un program de dozare escalonată de 7, 15, 30 și 50 μg/kg, urmată de o dozare de întreținere de 70 μg/kg. Animalele PF au primit aceeași cantitate și compoziție de hrană ca și colegii lor tratați cu SEMA din ziua precedentă. Animalele de control și cele tratate cu SEMA au avut acces la furaje standard și HFD, în timp ce animalele PF au primit cantități restricționate din ambele diete.
După 4 săptămâni de tratament, probele fecale au fost colectate pentru profilarea bacteriană folosind secvențierea genului 16S rRNA. Cercetătorii au comparat diversitatea microbiană și compoziția comunității între grupuri și au examinat asocierile cu măsurile metabolice. Au fost utilizate metode PICRUSt2 pentru a deduce posibile funcții microbiene din datele de secvențiere.
Rezultatele studiului au arătat că SEMA a redus aportul alimentar și câștigul în greutate în rândul ambelor sexe de șobolani. Reducerea consumului alimentar a devenit semnificativă deasupra celei mai mici doze și a persistat pe durata tratamentului de întreținere. Grupurile SEMA și PF au consumat mai puțin fibră dietetică comparativ cu grupul de control, în timp ce o proporție mai mare din caloriile lor provenea din HFD. SEMA a redus câștigul în greutate mai mult decât hrănirea în pereche la masculi. La femele, SEMA a redus, de asemenea, câștigul în greutate mai mult decât hrănirea în pereche în timpul escaladării dozei, însă diferența în timpul întreținerii nu a atins semnificația statistică.
Analizele bogăției și uniformității microbiene au relevat modificări în numărul și distribuția taxelor bacteriene detectabile. La masculi, SEMA a crescut bogăția microbiană și a redus uniformitatea Pielou comparativ cu grupurile de control. La femele, bogăția microbiană a crescut comparativ cu grupurile de control și PF, în timp ce uniformitatea a arătat o tendință de reducere care nu a atins semnificația statistică. Indicele de diversitate Shannon nu a prezentat diferențe semnificative între grupurile de tratament în niciun sex. Compoziția generală a comunității bacteriene a variat între cele trei grupuri în ambele sexe, inclusiv între șobolanii SEMA și PF. Această comparație a arătat că restricția alimentară corespunzătoare nu a replicat toate schimbările asociate cu SEMA.
În toate grupurile de tratament, Firmicutes a fost phylum-ul dominant în microbiomul intestinal. La masculi, abundanța relativă a Firmicutes a crescut în grupurile SEMA și PF, în timp ce abundanța relativă a Bacteroidota a scăzut cu 76% și 63%, respectiv. La femele, Bacteroidota a scăzut cu 66% în cazul SEMA și cu 49% în cazul PF. Verrucomicrobiota a arătat modele specifice de sex, scăzând în masculii PF, dar crescând în femelele PF și SEMA, cu cea mai mare creștere în urma tratamentului cu SEMA.
La nivelul familiei bacteriene, abundanța relativă a Clostridiaceae a crescut de aproximativ trei ori în cazul masculilor tratați cu SEMA și de cinci ori în cazul femelelor tratate cu SEMA. Femelele au arătat, de asemenea, creșteri în Peptostreptococcaceae și Akkermansiaceae. Mai multe taxe, inclusiv Clostridium sensu stricto 1, Clostridium perfringens și Terrisporobacter, au fost îmbogățite după tratamentul cu SEMA în ambele sexe, dar nu în animalele PF. Alte schimbări, inclusiv reduceri în taxele asociate cu Bacteroidota, păreau a fi asociate cu reducerea consumului alimentar. O analiză a abundenței bacteriene a arătat că șobolanii tratați cu SEMA erau distinși prin mai multe taxe asociate cu Firmicutes.
Asocierile între compoziția microbiană și măsurile metabolice au variat de asemenea în funcție de sex. La masculi, schimbarea greutății corporale a corelat negativ cu abundanța Firmicutes și pozitiv cu abundanța Bacteroidota. La femele, schimbarea greutății corporale a corelat pozitiv cu Bacteroidota și negativ cu Verrucomicrobiota. Aportul alimentar și consumul de HFD au fost asociați cu diferențe microbiene suplimentare, în special în rândul masculilor. La nivelul familiei, relațiile au variat între sexe, cu o abundanță mai mare de Lachnospiraceae asociată cu câștiguri mai mari în greutate și o abundanță mai mare de Akkermansiaceae asociată cu câștiguri mai reduse în greutate la femele.
Analiza computațională a prezis diferențe în potențialul metabolic microbian între grupurile de tratament. La masculi, căile asociate cu SEMA au inclus metabolismul aminoacizilor, metabolismul lipidelor, biosinteza acizilor biliari secundari și degradarea xenobioticelor. Femelele au arătat schimbări funcționale prezicute mai ample în căile metabolice, transcripționale și de reparare. Aceste estimări au fost derivate din secvențele genelor bacteriene și nu au măsurat activ
