Undersøgelse finder ophobning af almindelige terapeutiske lægemidler af tarmbakterier

Almindelige lægemidler kan ophobes i tarmbakterier, en ny undersøgelse har fundet, ændre bakteriefunktion og potentielt reducere lægemidlets effektivitet. Disse interaktioner - set for en række forskellige medicin, såsom depression, diabetes, og astmamedicin-kunne hjælpe forskere med bedre at forstå individuelle forskelle i lægemiddeleffektivitet og bivirkninger, ifølge undersøgelsen offentliggjort i Natur .

Det vides, at bakterier kemisk kan modificere nogle lægemidler, en proces kendt som biotransformation. Dette studie, ledet af forskere fra Medical Research Council (MRC) Toxicology Unit ved University of Cambridge og European Molecular Biology Laboratory (EMBL) i Tyskland, er den første til at vise, at visse arter af tarmbakterier akkumulerer menneskelige lægemidler, ændre typer af bakterier og deres aktivitet.

Dette kan ændre lægemidlets effektivitet både direkte, da ophobningen kunne reducere tilgængeligheden af ​​lægemidlet til kroppen, og indirekte, som ændret bakteriefunktion og sammensætning kunne kobles til bivirkninger.

Den menneskelige tarm indeholder naturligt fællesskaber af hundredvis af forskellige bakteriearter, der er vigtige i sundhed og sygdom, kaldes tarmmikrobiomet. Sammensætningen af ​​bakteriearter varierer betydeligt mellem mennesker og har tidligere vist sig at være forbundet med en lang række tilstande, herunder fedme, immunrespons, og psykisk sundhed.

I dette studie, forskerne voksede 25 almindelige tarmbakterier og studerede, hvordan de interagerede med 15 lægemidler, der tages oralt. Lægemidlerne blev valgt til at repræsentere en række forskellige typer almindelige lægemidler, herunder antidepressiv medicin, som vides at påvirke individer ulikt og forårsage bivirkninger som tarmproblemer og vægtforøgelse.

Forskerne testede, hvordan hver af de 15 lægemidler interagerede med de udvalgte bakteriestammer-i alt 375 bakterie-lægemiddeltest.

De fandt 70 interaktioner mellem bakterierne og de undersøgte lægemidler - heraf 29 ikke tidligere blevet rapporteret.

Selvom tidligere forskning har vist, at bakterier kemisk kan modificere lægemidler, da forskerne studerede disse interaktioner yderligere, de fandt ud af, at for 17 af de 29 nye interaktioner, stoffet akkumuleres i bakterierne uden at blive ændret.

Kiran Patil, fra MRC Toxicology Unit ved University of Cambridge, der ledede undersøgelsen, sagde:"Det var overraskende, at størstedelen af ​​de nye interaktioner, vi så mellem bakterier og lægemidler, var de lægemidler, der akkumuleres i bakterierne, fordi man indtil nu troede, at biotransformation var den vigtigste måde, hvorpå bakterier påvirker tilgængeligheden af ​​lægemidler. "

"Disse vil sandsynligvis være meget personlige forskelle mellem enkeltpersoner, afhængigt af sammensætningen af ​​deres tarmmikrobiota. Vi så forskelle selv mellem forskellige stammer af den samme bakterieart. "

Eksempler på lægemidler, der akkumuleres i bakterier, omfatter antidepressiv duloxetin og anti-diabetisk rosiglitazon. For nogle lægemidler, såsom montelukast (et astmamedicin) og roflumilast (til kronisk obstruktiv lungesygdom), begge ændringer skete i forskellige bakterier - de blev akkumuleret af nogle bakteriearter og modificeret af andre.

De fandt også, at bioakkumulering af lægemidler ændrer metabolismen af ​​de akkumulerende bakterier. For eksempel, det antidepressive lægemiddel duloxetin bundet til flere metaboliske enzymer i bakterierne og ændrede deres udskillede metabolitter.

Forskerne voksede et lille samfund af flere bakteriearter sammen og fandt ud af, at antidepressiva duloxetin dramatisk ændrede balancen mellem bakteriearter. Lægemidlet ændrede molekylerne produceret af de lægemiddelakkumulerende bakterier, som andre bakterier lever af, så de forbrugende bakterier voksede meget mere og ubalancerede fællesskabssammensætningen.

Forskerne testede effekterne yderligere ved hjælp af C. elegans , en nematodeorm, der almindeligvis bruges til at studere tarmbakterier. De studerede duloxetin, som havde vist sig at akkumulere i visse bakterier, men ikke andre. I orme dyrket med de bakteriearter, der havde vist sig at akkumulere stoffet, ormenes adfærd blev ændret efter at have været udsat for duloxetin, sammenlignet med orme, der blev dyrket med bakterier, der ikke akkumulerede duloxetin.

Dr Athanasios Typer, fra EMBL, der ledede undersøgelsen, sagde:"Først nu erkender folk, at medicin og vores mikrobiom påvirker hinanden med en kritisk konsekvens for vores helbred."

Dr Peer Bork, fra EMBL og en af ​​lederne af undersøgelsen, sagde:"Dette kræver, at vi begynder at behandle mikrobiomet som et af vores organer."

Næste trin for os vil være at videreføre denne grundlæggende molekylære forskning og undersøge, hvordan en persons tarmbakterier hænger sammen med de forskellige individuelle reaktioner på lægemidler som antidepressiva - forskelle i, om du reagerer, den nødvendige lægemiddeldosis og bivirkninger som vægtforøgelse. Hvis vi kan karakterisere, hvordan mennesker reagerer afhængigt af sammensætningen af ​​deres mikrobiom, så kunne lægemiddelbehandlinger individualiseres. "

Kiran Patil, MRC Toxicology Unit, University of Cambridge

Forskerne advarer om, at undersøgelsesresultaterne kun er på bakterier, der dyrkes i laboratoriet, og mere forskning er nødvendig for at forstå, hvordan bioakkumulering af medicin af tarmbakterier manifesterer sig inde i menneskekroppen.

Undersøgelsen startede som et samarbejdsprojekt på EMBL Heidelberg og blev afsluttet i gruppen af ​​Kiran Patil efter hans flytning til Cambridge. Det involverede forskere fra EMBL's Typas, Bork, Zimmermann, Hennig, Schultz, og Beck -grupper og Savitski -team, samt Genomics, Proteomics, og Metabolomics Core Facilities på EMBL Heidelberg.

Denne undersøgelse blev finansieret af Europa -Kommissionen Horisont 2020, MRC og EMBL.

Dr Megan Dowie, Leder af molekylær og cellulær medicin ved MRC, sagde:"Denne undersøgelse fremhæver mikrobiomets betydning for lægemiddeltilførsel, effektivitet og sikkerhed. Der er stadig meget, der ikke er godt forstået om mikrobiomet, og det er klart, at der skal arbejdes yderligere for at forstå de vigtige molekylære aspekter, der er involveret her, hvilket kan føre til en positiv indvirkning på en persons reaktion på en række almindeligt anvendte lægemidler. "

• Gendannelse af gavnlige tarmmikrober for at øge effekten af ​​kræftimmunterapi
• Koloskopi retroflexion ofte dårligt præformet i praksis,