Das Darmmikrobiom kann bestimmte antidiabetische Medikamente wie Metformin beeinflussen
WINSTON-SALEM - Darmmikrobiom kann die Absorption bestimmter antidiabetischer Medikamente beeinträchtigen. Dies würde erklären, warum einige orale Diabetes-Medikamente bei einigen Menschen wirksam sind, bei anderen aber nicht.
Zu diesen Schlussfolgerungen gelangen amerikanische Forscher der Wake Forest School of Medicine nach der Untersuchung von mehr als 100 veröffentlichte Studien zu diesem Thema bei Menschen oder Nagetieren. Das Team von Wissenschaftlern hat diese Studien überprüft, um festzustellen, wie Darmbakterien die Wirksamkeit eines Medikaments verbessern oder hemmen. «Zum Beispiel funktionieren einige Medikamente gut, wenn sie intravenös verabreicht werden und direkt in den Blutkreislauf gelangen. Aber wenn sie oral eingenommen und durch den Darm geleitet werden, funktionieren sie nicht», erklärt Dr. Hariom Yadav, Assistenzprofessor für Molekulare Medizin an der School of Medicine, einer Abteilung des Wake Forest Baptist Medical Center, in einer Pressemitteilung einer Studie. Der Professor fährt fort: «Umgekehrt ist Metformin, ein häufig verwendetes Medikament gegen Diabetes, effektiver, wenn es oral verabreicht wird, aber nicht, wenn es via Infusion verabreicht wird».
In dieser Studie wurden Wechselwirkungen zwischen den am häufigsten verschriebenen Diabetes-Medikamenten und dem Mikrobiom untersucht. Bevor sie in den Blutkreislauf aufgenommen werden, werden viele orale Medikamente durch mikrobielle Enzyme des Darms metabolisiert. Daher beeinflusst das Darmmikrobiom den Stoffwechsel von Medikamenten.
Prof. Yadav erläutert in einer Mitteilung: «Wir glauben, dass Unterschiede im Mikrobiom eines Individuums zur Erklärung beitragen, warum Medikamente eine optimale Wirksamkeit von 90 oder 50%, aber nie von 100%».
Diese Studie wurde am 13. Dezember 2018 in der wissenschaftlichen Zeitschrift EBioMedicine (DOI: 10.1016/j.ebiom.2018.11.046) veröffentlicht.
Gespräch
Um bestimmte Aspekte zu vertiefen, stellte Pharmapro.ch Herrn Prof. Yadav Fragen per E-Mail:
Pharmapro.ch (Xavier Gruffat) - In der Pressemitteilung erwähnten Sie, dass Metformin bei oraler Verabreichung besser wirkt, aber bei intravenöser Verabreichung nicht funktioniert. Könnten Sie die Gründe für diesen interessanten Unterschied erklären, vielleicht im Zusammenhang mit dem Stoffwechsel?
Prof. Yadav – Die Ursache liegt darin, dass Metformin das Mikrobiom manipuliert und die Bakterien, die sich nach der Metforminbehandlung vermehrt haben, mehrere positive Effekte haben, wie z.B.:
1. Eine höhere Konzentration der [bakteriellen] Spezies Akkermansia muciniphila, deren entzündungshemmende Wirkung bekannt ist (Entzündungen sind bei fettleibigen Menschen oder Menschen mit Diabetes häufiger, was zur Insulinresistenz beiträgt).
2. Metformin erhöht nützliche Metaboliten wie kurzkettige Fettsäuren, Acetat, Propionat oder Butyrat. Diese Moleküle sind dafür bekannt, dass sie zur Verbesserung von Diabetes und Adipositas beitragen.
Konnten Sie ein Antidiabetikum identifizieren, das praktisch als ‚Gegenteil von Metformin‘ wirkt, d.h. nur bei intravenöser Verabreichung funktioniert, aber kaum auf oralem Weg?
Ich bin mir nicht 100% sicher, aber ich glaube nicht, dass es dafür ein Beispiel gibt. Normalerweise ist der orale Weg der bevorzugte Weg für die Entwicklung jedes pharmazeutischen Arzneimittels. Aufgrund der begrenzten Eigenschaften des Moleküls werden jedoch auch andere Verabreichungswege gewählt. Beispielsweise werden antidiabetische Medikamente wie Insulin und GLP-1-Agonisten i.v./i.p. (intravenös/ intraperitoneal) verabreicht, da sie proteinbasiert sind und bei oraler Verabreichung höchstwahrscheinlich verdaut würden.
Die Antwort der GLP-1-Agonisten und Insulinbehandlungen ist allerdings von Person zu Person sehr unterschiedlich. Der Grund ist, dass ein Patient möglicherweise ein anderes Darmmikrobiom hat als andere, aber gleichzeitig unterschiedliche Diäten beachtet. Es handelt sich um eine komplexe Wechselwirkung zwischen Medikamenten, Wirt-Mikroorganismen und Ernährungsweisen, um den Blutzucker und den Stoffwechsel zu regulieren. Sie kann in beiden Richtungen verlaufen, was bedeutet, dass Medikamente, die den Stoffwechsel des Wirts beeinflussen, eine Auswirkung auf das Darmmikrobiom haben können. Gleichzeitig können jedoch Veränderungen im Darmmikrobiom die Reaktion des Medikaments beeinflussen, um den Blutzucker und andere Stoffwechselfunktionen zu reduzieren.
Haben Sie signifikante Unterschiede zwischen den Klassen von Antidiabetika wie GLP-1-Rezeptoranaloga (Exenatide, Liraglutide, Dulaglutide, Semaglutide, Lixisenatide) oder DPP-4-Inhibitoren (Alogliptinum) oder sogar Insulin und der Wirkung des Mikrobioms festgestellt?
Das ist eine interessante Frage, deren Antwort wir zurzeit noch nicht kennen, aber wir beschäftigen uns mit diesem Thema.
Gibt es Ratschläge, die Menschen, die Antidiabetika einnehmen, befolgen könnten, um die Wirkung des Mikrobioms zu reduzieren, wie die Einnahme von Probiotika?
Ja, es gibt Hinweise dafür, dass jeder einzelne glykämische Index für dasselbe Lebensmittel aufgrund von Unterschieden im Darmmikrobiom unterschiedlich ausfällt. Es gibt ein kürzlich eingeführtes neues Tool (vgl.: DayTwo: https://www.daytwo.com/ ), das den Menschen eine Vorstellung davon vermittelt, wie sie ihren Blutzuckerspiegel besser kontrollieren können, während sie ihr Darmmikrobiom mit wirksameren Medikamenten versorgen.
Hinweis: Das Interview mit Prof. Yadav wurde vom 12.-13. Dezember 2018 von Xavier Gruffat auf Englisch per E-Mail geführt. Bildnachweis: Adobe Stock.
13. Dezember 2018. Von Xavier Gruffat (Apotheker, Pharmapro.ch). Quelle: Pressemitteilung der Studie (www.wakehealth.edu). Wissenschaftliche Veröffentlichung: EBioMedicine (DOI: 10.1016/j.ebiom.2018.11.046)