أكرمانزيا موسينيفيلا: بروبيوتيك من الجيل التالي لإدارة مرض السكري

By Zhang, T., Li, Q., Cheng, L., Buch, H., & Zhang, F. (2019). Akkermansia muciniphila is a promising probiotic. Microbial biotechnology, 12(6), 1109-1125, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=135878695

مقدمة

ازداد انتشار داء السكري من النوع الثاني عالميًا بشكلٍ كبير خلال العقدين الماضيين، ليصبح أحد أبرز التحديات الصحية العامة في العالم. ووفقًا للاتحاد الدولي للسكري، يعيش حاليًا أكثر من 530 مليون بالغ مصابين بالسكري، ومن المتوقع أن يتجاوز هذا العدد 640 مليونًا بحلول عام 2030. ولا يؤثر هذا المرض على تنظيم مستوى السكر في الدم فحسب، بل يرتبط أيضًا ارتباطًا وثيقًا بالسمنة والالتهابات المزمنة وأمراض القلب والأوعية الدموية ومتلازمة التمثيل الغذائي.

تشمل استراتيجيات إدارة مرض السكري التقليدية تغييرات نمط الحياة، والتحكم في النظام الغذائي، والنشاط البدني، والأدوية الخافضة لسكر الدم عن طريق الفم، والعلاج بالأنسولين. ورغم أن هذه الأساليب تساعد في ضبط مستويات سكر الدم، إلا أنها لا تعالج دائمًا الآليات الأيضية والالتهابية الكامنة التي تساهم في تطور مرض السكري.

في السنوات الأخيرة، ازداد إدراك العلماء للدور الحاسم الذي يلعبه الميكروبيوم المعوي في صحة التمثيل الغذائي. ومن بين العديد من أنواع الميكروبات التي تستوطن الأمعاء البشرية، حظيت بكتيريا واحدة باهتمام ملحوظ لدورها العلاجي المحتمل في اضطرابات التمثيل الغذائي، وهي بكتيريا أكرمانزيا موسينيفيلا.

أظهر هذا الجيل الجديد من البروبيوتيك نتائج واعدة في تحسين حساسية الأنسولين، والحد من الالتهابات، وتعزيز وظيفة حاجز الأمعاء، وتنظيم وزن الجسم. ومع استمرار توسع الأبحاث، تبرز بكتيريا أكرمانزيا موسينيفيلا كإنجاز محتمل في استراتيجيات علاج داء السكري القائمة على الميكروبيوم.

تستكشف هذه المقالة الشاملة دور بكتيريا Akkermansia muciniphila في إدارة مرض السكري، والعلم الكامن وراء فوائدها الأيضية، ونتائج البحوث السريرية، ومستقبلها المحتمل في العلاجات القائمة على الميكروبيوم.

فهم Akkermansia muciniphila

الاكتشاف والخلفية العلمية

تم اكتشاف بكتيريا Akkermansia muciniphila لأول مرة في عام 2004 من قبل عالم الأحياء الدقيقة ويليم إم. دي فوس وفريقه البحثي في جامعة فاغينينغين في هولندا.

تنتمي هذه البكتيريا إلى شعبة Verrucomicrobia وهي فريدة من نوعها بسبب قدرتها على تحليل الميوسين، وهو بروتين سكري يشكل طبقة المخاط الواقية التي تبطن جدار الأمعاء.

تشمل الخصائص الرئيسية لبكتيريا أكرمانزيا موسينيفيلا ما يلي:

• بكتيريا لاهوائية سالبة الغرام

• يتواجد في طبقة المخاط المعوي

• يتغذى بشكل أساسي على بروتينات الميوسين

• يعزز سلامة الحاجز المعوي

• تشكل ما بين 1-5% من إجمالي الميكروبات المعوية لدى الأفراد الأصحاء

على الرغم من تغذيتها على المخاط، فإن بكتيريا Akkermansia muciniphila تحفز الجسم فعلياً على إنتاج المزيد من الميوسين، مما يعزز الحاجز المعوي الواقي.

كشفت الأبحاث التي أجريت خلال العقد الماضي أن الأفراد الذين يعانون من اضطرابات التمثيل الغذائي - بما في ذلك السمنة والسكري - غالباً ما يظهرون مستويات منخفضة بشكل ملحوظ من هذه البكتيريا المفيدة.

الميكروبيوم المعوي ومرض السكري

يحتوي الميكروبيوم المعوي البشري على تريليونات من الكائنات الحية الدقيقة التي تؤثر على العديد من العمليات الفسيولوجية، بما في ذلك الهضم، وتنظيم المناعة، والإشارات الأيضية، والالتهاب.

أظهرت الأبحاث في مجال أبحاث الميكروبيوم وجود روابط قوية بين اختلال التوازن الميكروبي في الأمعاء (خلل التوازن الميكروبي) والأمراض الأيضية مثل مرض السكري من النوع الثاني.

غالباً ما يُظهر الميكروبيوم المعوي لدى مرضى السكري ما يلي:

• انخفاض التنوع الميكروبي

• انخفاض مستويات البكتيريا المفيدة

• زيادة الميكروبات المسببة للأمراض

• ضعف سلامة الحاجز المعوي

• التهاب جهازي مرتفع

يمكن أن تؤدي هذه التغييرات إلى تعطيل تنظيم التمثيل الغذائي والمساهمة في مقاومة الأنسولين.

من بين الأنواع الميكروبية المرتبطة بالصحة الأيضية، برزت بكتيريا Akkermansia muciniphila كواحدة من أهم المؤشرات على صحة الميكروبيوم المعوي.

أكرمانزيا موسينيفيلا والصحة الأيضية

أظهرت العديد من الدراسات أن المستويات المرتفعة من بكتيريا أكرمانزيا موسينيفيلا مرتبطة بما يلي:

• تحسين حساسية الأنسولين

• انخفاض وزن الجسم

• انخفاض الالتهاب

• تحسين استقلاب الجلوكوز

• وظيفة حاجز معوي أقوى

وعلى العكس من ذلك، فقد ارتبط انخفاض وفرة بكتيريا أكرمانزيا بالسمنة ومتلازمة التمثيل الغذائي ومرض السكري.

يعتبر الباحثون الآن بكتيريا Akkermansia muciniphila منظمًا رئيسيًا للتوازن الأيضي.

آليات Akkermansia muciniphila في رعاية مرضى السكري

تؤثر بكتيريا أكرمانزيا موسينيفيلا على مرض السكري من خلال عدة آليات بيولوجية مترابطة.

• تحسين حساسية الأنسولين

تُعد مقاومة الأنسولين الخلل الأيضي المركزي الكامن وراء مرض السكري من النوع الثاني.

أظهرت الدراسات التي أُجريت على نماذج حيوانية أن زيادة مستويات بكتيريا أكرمانزيا يمكن أن تُحسّن حساسية الأنسولين بشكل ملحوظ. وتساعد هذه البكتيريا في تنظيم مسارات الإشارات الأيضية المشاركة في استقلاب الجلوكوز.

تشمل الآليات

• تعديل مسارات إشارات الأنسولين

• انخفاض تراكم الدهون في الأنسجة

• تحسين امتصاص الجلوكوز بواسطة الخلايا

تساعد هذه التأثيرات مجتمعة على استعادة التوازن الأيضي.

• تقوية الحاجز المعوي

تتمثل إحدى أهم أدوار بكتيريا Akkermansia muciniphila في الحفاظ على سلامة طبقة المخاط المعوي.

يمكن أن يؤدي ضعف حاجز الأمعاء إلى السماح للسموم البكتيرية مثل الليبوبوليسكاريد (LPS) بالدخول إلى مجرى الدم، مما يسبب التهابًا جهازيًا - وهي ظاهرة تُعرف باسم التسمم الداخلي الأيضي.

Akkermansia muciniphila يعزز وظيفة حاجز الأمعاء عن طريق:

• تحفيز إنتاج الميوسين

• زيادة سمك طبقة المخاط

• تحسين بروتينات الوصلات المحكمة في خلايا الأمعاء

وهذا يحمي الجسم من الالتهابات والاضطرابات الأيضية.

• الحد من الالتهاب المزمن

يُعد الالتهاب المزمن منخفض الدرجة سمة مميزة للأمراض الأيضية بما في ذلك مرض السكري.

تُلاحظ عادةً ارتفاعات في مؤشرات الالتهاب مثل TNF-α و IL-6 و CRP لدى الأفراد المصابين بداء السكري من النوع الثاني.

تساعد بكتيريا Akkermansia muciniphila في تنظيم الاستجابات المناعية وتقليل الإشارات الالتهابية.

تشمل التأثيرات المضادة للالتهابات ما يلي:

• انخفاض تسرب السموم الداخلية

• تنظيم نشاط الخلايا المناعية

• تعديل السيتوكينات الالتهابية

تساهم البكتيريا في تحسين الصحة الأيضية عن طريق خفض الالتهاب.

• دعم إنتاج الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة

تنتج بكتيريا الأمعاء مستقلبات مفيدة تُعرف باسم الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFAs)، بما في ذلك الأسيتات والبروبيونات والبيوتيرات.

تؤدي هذه المستقلبات أدوارًا أساسية في:

• استقلاب الطاقة

• تنظيم الشهية

• وظيفة الحاجز المعوي

• حساسية الأنسولين

على الرغم من أن بكتيريا Akkermansia muciniphila لا تنتج كميات كبيرة من الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة بشكل مباشر، إلا أنها تتفاعل مع ميكروبات الأمعاء الأخرى التي تنتج هذه المستقلبات، وبالتالي تدعم التنظيم الأيضي.

Akkermansia muciniphila والسمنة

تُعد السمنة عامل خطر رئيسي للإصابة بمرض السكري من النوع الثاني.

ومن المثير للاهتمام أن الأفراد الذين يعانون من السمنة المفرطة عادة ما يظهرون مستويات أقل من بكتيريا Akkermansia muciniphila في ميكروبات الأمعاء لديهم.

أظهرت الدراسات أن استعادة مستويات بكتيريا أكرمانزيا قد تؤدي إلى:

• تقليل تراكم الدهون في الجسم

• تحسين المرونة الأيضية

• زيادة استهلاك الطاقة

• تعزيز أكسدة الدهون

تشير هذه التأثيرات إلى أن نبات أكرمانزيا قد يلعب دورًا حاسمًا في الوقاية من الاضطرابات الأيضية المرتبطة بالسمنة.

البحث السريري حول بكتيريا أكرمانزيا موسينيفيلا

أُجريت إحدى أهم الدراسات البشرية على فطر أكرمانسيا من قبل باحثين في الجامعة الكاثوليكية في لوفان ببلجيكا.

قاد الدراسة باحث الميكروبيوم باتريس دي كاني، الذي قام بدراسة التأثيرات الأيضية لبكتيريا أكرمانزيا على نطاق واسع.

قامت التجربة السريرية بتقييم تناول مكملات غذائية تحتوي على بكتيريا أكرمانزيا موسينيفيلا المبسترة لدى الأفراد الذين يعانون من زيادة الوزن والسمنة.

تضمنت النتائج الرئيسية ما يلي:

• تحسين حساسية الأنسولين

• انخفاض مستويات الكوليسترول الكلي

• انخفاض مؤشرات الالتهاب

• انخفاض طفيف في وزن الجسم

• تحسين المؤشرات الأيضية

والأهم من ذلك، أظهرت الدراسة أن بكتيريا Akkermansia muciniphila المبسترة آمنة ويتحملها الجسم جيدًا، مما يفتح الباب لاستخدامها في البروبيوتيك العلاجي.

الجيل الجديد من البروبيوتيك وأكرمانزيا

تشمل البروبيوتيك التقليدية عادةً البكتيريا من الأجناس التالية:

• لاكتوباسيلوس

• بكتيريا البيفيدوباكتيريوم

تدعم هذه البروبيوتيك بشكل أساسي صحة الجهاز الهضمي وتوازن المناعة.

مع ذلك، كشفت الأبحاث الحديثة في مجال علاجات الميكروبيوم عن أنواع بكتيرية جديدة ذات فوائد صحية محددة. ويُشار إليها غالبًا باسم البروبيوتيك من الجيل التالي.

ومن الأمثلة على ذلك:

• أكرمانزيا موسينيفيلا

• بكتيريا Faecalibacterium prausnitzii

• روزيبوريا إنتستيناليس

توجد أدلة آلية قوية تدعم دور هذه الميكروبات في الوقاية من الأمراض الأيضية وعلاجها.

مستقبل أكرمانسيا في علاج مرض السكري

قد يشمل مستقبل إدارة مرض السكري علاجات تعتمد على الميكروبيوم وتكمل العلاجات التقليدية.

تشمل التطبيقات المستقبلية المحتملة لنبات أكرمانزيا ما يلي:

• بروبيوتيك دقيق مصمم خصيصًا للملامح الأيضية

• تركيبات سينبيوتيك تجمع بين بكتيريا أكرمانزيا والبريبيوتيك

• أغذية وظيفية مدعمة ببروبيوتيك الجيل الجديد

• أدوية الميكروبيوم الصيدلانية التي تستهدف الأمراض الأيضية

قد تسمح التطورات في علم الجينوم الحيوي وتسلسل السلالات الميكروبية للباحثين بتطوير علاجات بروبيوتيكية عالية الاستهداف تعتمد على سلالات محددة من بكتيريا أكرمانزيا.

فرص لشركات مكونات البروبيوتيك

بالنسبة للشركات العاملة في تصنيع مكونات البروبيوتيك، تمثل بكتيريا Akkermansia muciniphila فرصة كبيرة في سوق الميكروبيوم سريع التوسع.

تشمل فرص المنتجات المحتملة ما يلي:

• مكونات البروبيوتيك من الجيل التالي

• تركيبات صحية أيضية قائمة على الميكروبيوم

• منتجات التغذية السريرية لإدارة مرض السكري

• مزيج دقيق من البروبيوتيك يستهدف مقاومة الأنسولين

قد تحصل الشركات التي تستثمر في اكتشاف السلالات، وتسلسل الجينوم، والتحقق السريري على مزايا قوية في مجال الملكية الفكرية في هذا القطاع الناشئ.

عوامل نمط الحياة التي تزيد من داء أكرمانزيا

تشير الأبحاث إلى أن العديد من العوامل الغذائية وعوامل نمط الحياة يمكن أن تزيد من وفرة بكتيريا Akkermansia muciniphila في الأمعاء.

وتشمل هذه:

اتباع نظام غذائي غني بالألياف، تناول أطعمة غنية بالبوليفينول، ممارسة النشاط البدني بانتظام، تقليل السعرات الحرارية، تناول مكملات البريبايوتيك.

تشمل الأطعمة التي قد تدعم نمو بكتيريا أكرمانزيا ما يلي:

• التوت

• الشاي الأخضر

• رمان

• الحبوب الكاملة

• الأطعمة المخمرة

قد تساعد هذه الاستراتيجيات الغذائية بشكل طبيعي في تعزيز الميكروبيوم المعوي ودعم الصحة الأيضية.

فتح اكتشاف بكتيريا أكرمانزيا موسينيفيلا آفاقًا جديدة في مجال دراسة الميكروبيوم لعلاج الأمراض الأيضية. تلعب هذه البكتيريا الفريدة دورًا حيويًا في الحفاظ على سلامة حاجز الأمعاء، وتنظيم الالتهابات، وتحسين الصحة الأيضية.

تشير الأدلة المتزايدة إلى أن بكتيريا Akkermansia muciniphila قد تصبح أداة علاجية مهمة لإدارة مرض السكري من النوع الثاني والسمنة ومتلازمة التمثيل الغذائي.

مع استمرار تطور الأبحاث في مجال أبحاث الميكروبيوم، فإن دمج علم الميكروبيوم في الرعاية الصحية الأيضية يمكن أن يغير طريقة الوقاية من الأمراض المزمنة وعلاجها.

بالنسبة لشركات البروبيوتيك، ومبتكري التكنولوجيا الحيوية، ومقدمي الرعاية الصحية، تمثل بكتيريا Akkermansia muciniphila واحدة من أكثر التطورات إثارة في علم البروبيوتيك من الجيل التالي.