Penelitian tentang mikrobioma usus menunjukkan bahwa komunitas mikroba dapat menghasilkan dan memodifikasi molekul sinyal inang yang memengaruhi berbagai fungsi biologis seperti metabolisme, aktivitas otak, dan kekebalan tubuh. Interaksi antara mikrobioma usus dan inang ini sangat penting dalam beberapa tahun pertama pertumbuhan.
Studi terkini di kalangan anak-anak Bangladesh menunjukkan bahwa kekurangan gizi memiliki dampak yang mengganggu pada mikrobioma usus, yang menyebabkan komunitas mikrobioma usus yang belum matang yang dikaitkan dengan pertumbuhan keseluruhan yang buruk. Hal ini menyebabkan pengembangan makanan pelengkap khusus yang ditujukan untuk mikrobiota yang disebut MDCF-2 yang dirancang untuk meningkatkan bakteri usus yang bermanfaat pada anak-anak yang kekurangan gizi.
Uji klinis untuk MDCF-2 telah menunjukkan peningkatan signifikan dalam penambahan berat badan, penanda kesehatan usus, dan peningkatan tinggi badan pada anak-anak yang kekurangan gizi. Lebih jauh, uji klinis ini juga menemukan bahwa diet MDCF-2 meningkatkan kelimpahan F. prausnitzii , yang mengandung enzim FAAH yang mengatur kesehatan dan pertumbuhan.
Dalam penelitian saat ini, para peneliti lebih lanjut mengeksplorasi peran enzim FAAH dari F. prausnitzii untuk memahami bagaimana diet MDCF-2 meningkatkan aktivitas bakteri spesifik dan meningkatkan produksi molekul bioaktif yang bermanfaat bagi pertumbuhan pada anak-anak.
Para peneliti menggunakan beberapa metode eksperimen untuk menyelidiki aktivitas enzimatik FAAH dari strain F. prausnitzii Bg7063, dengan fokus pada peran enzim dalam mendegradasi senyawa asam lemak spesifik yang dikenal sebagai N-acylethanolamides.
Model murine digunakan untuk eksperimen kolonisasi menggunakan komunitas bakteri beranggotakan 13 atau 14, dengan yang terakhir mengandung strain F. prausnitzii Bg7063. Kadar dua N-asiletanolamida, oleoiletanolamida (OEA) dan palmitoiletanolamida (PEA), dalam isi sekum tikus diukur menggunakan spektrometri massa.
Selain itu, kultur Bg7063 dilengkapi dengan PEA berlabel isotop untuk melacak degradasinya dan memastikan penggunaannya. Berbagai inhibitor FAAH mamalia juga digunakan untuk menentukan apakah inhibitor ini mencegah berfungsinya FAAH bakteri.
Metode kromatografi pertukaran ion juga digunakan untuk mengidentifikasi protein yang terlibat dalam degradasi N-asiletanolamida. Selain itu, uji enzimatik yang melibatkan berbagai senyawa amina dan asam lemak digunakan untuk menguji preferensi substrat FAAH. Perbedaan struktural antara FAAH mamalia dan bakteri juga dieksplorasi.
Lebih jauh, mengingat beberapa amida N-asil yang berasal dari bakteri usus diketahui memodulasi aktivitas reseptor berpasangan protein-G (GPCR) mamalia dan reseptor hormon nuklir (NHR), para peneliti meneliti apakah amida N-asil yang berasal dari konversi OEA dapat memiliki implikasi farmakologis melalui proses yang dimediasi GPCR. Oleh karena itu, para peneliti melakukan serangkaian pengujian untuk menguji bagaimana berbagai amida asam lemak seperti itu bekerja pada GPCR dan NHR.
Penelitian ini juga mencakup uji in vivo pada tikus untuk mempelajari efek biologis berbagai amida asam lemak. Lebih jauh, untuk mengeksplorasi dampak pada ekspresi gen di usus, para peneliti melakukan sekuensing asam ribonukleat (RNA) pada hati dan berbagai bagian usus. Analisis pengayaan set gen dilakukan untuk menganalisis ekspresi gen diferensial.
Terakhir, sampel tinja dari anak-anak Bangladesh yang kekurangan gizi yang menjalani intervensi diet yang melibatkan MDCF-2 dianalisis untuk mengonfirmasi peran FAAH dari F. prausnitzii dalam mengatur kadar N-asil amida dan mengatur pertumbuhan.
Studi tersebut menemukan bahwa intervensi diet MDCF-2 dapat memengaruhi komposisi kimia usus dengan memodulasi aktivitas FAAH dari F. prausnitzii , yang memengaruhi kadar N-asil amida dalam usus. Hasilnya melaporkan bahwa enzim FAAH mampu melakukan aktivitas ganda di mana ia dapat menghidrolisis dan mensintesis berbagai N-asil amida.
Lebih jauh lagi, tidak seperti FAAH manusia, FAAH dari F. prausnitzii beroperasi pada berbagai macam substrat dan tidak sensitif terhadap penghambat umum aktivitas enzimatik, sehingga menjadikannya modulator penting molekul pensinyalan usus.
Analisis terperinci dalam penelitian ini menunjukkan bahwa FAAH dari F. prausnitzii dapat mengubah kadar amida bioaktif seperti OEA, yang memengaruhi metabolisme lemak dan rasa kenyang melalui jalur pensinyalan reseptor pengaktif proliferator peroksisom.
Dalam uji klinis, anak-anak yang menjalani intervensi diet berbasis MDCF-2 menunjukkan kadar OEA yang lebih rendah dalam sampel tinja dan pertumbuhan yang lebih baik. Penurunan OEA ini berpotensi dimodulasi melalui FAAH dari F. prausnitzii , yang menyoroti hubungan antara aktivitas mikroba usus dan pengaturan nafsu makan inang. Lebih jauh, pemrosesan molekul neuroaktif dan imunomodulasi oleh FAAH menunjukkan bahwa hal itu dapat memengaruhi respons imun dan suasana hati.
