Forskere undersøger, hvordan bredspektret antibiotikabehandling påvirker interaktionen mellem tarmbakterier

Den menneskelige tarm vrimler med milliarder af gavnlige bakterier. Terapier, der bruger antibiotika, ødelægger ofte de fleste af dem. Om og hvordan tarmfloraen efterfølgende vil komme sig, er blevet undersøgt af et forskerhold, der omfattede forskere fra MDC. Resultaterne er blevet offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Naturmikrobiologi .

Det menneskelige fordøjelseskanal huser et univers af små organismer. Der er omtrent lige så mange bakterier i tarmen, som der er mennesker, der lever på jorden. Disse mikroorganismer tjener næsten altid deres værts velbefindende. De hjælper med at fordøje mad, producere vitaminer, og træne immunsystemet. Ud over, selve deres tilstedeværelse hjælper med at dæmme op for spredningen af ​​patogener.

Men tarmmikrokosmos, også kendt som mikrobiomet, er følsom over for forstyrrelser. "Når det bliver kastet ud af balance, der er risiko for infektion, overvægt, og diabetes, såvel som inflammatoriske og neurologiske sygdomme, "siger doktor Sofia Forslund, der i maj i år skiftede fra European Molecular Biology Lab (EMBL) i Heidelberg til Max Delbrück Center for Molecular Medicine (MDC) i Berlin for at studere de komplekse interaktioner mellem mennesker og mikrobiomer.

Antibiotika efterlader permanente spor i tarmen

I en undersøgelse, der for nylig blev offentliggjort i Naturmikrobiologi , Forslund, sammen med kolleger fra Danmark, Tyskland, og Kina, undersøgt, hvordan bredspektret antibiotikabehandling påvirker tarmbakteriernes interaktion. "Vi var i stand til at vise, at mikrobiomet var næsten fuldstændig genoprettet seks måneder efter lægemiddeladministration, "siger den svenske forsker. Men kun" næsten ":" Nogle følsomme bakteriearter forsvandt fuldstændigt, «siger Forslund.

I det fire dage lange studie, holdet ledet af MDC -forskere og to forskere fra Københavns Universitet administrerede en cocktail af tre antibiotika (meropenem, gentamicin, og vancomycin) til tolv raske unge mænd, der havde accepteret at deltage. Disse lægemidler bruges hovedsageligt, når mere almindelige antibiotika ikke længere virker, på grund af at bakterierne allerede er blevet resistente over for dem.

Nogle typer bakterier overlevede lægemiddeladministrationen

Forskerne studerede derefter deres emners mikrobiomer i seks måneder. Ved hjælp af DNA -sekventering - en metode, der bruges til at bestemme strukturen af ​​det genetiske materiale - bestemte de, hvilke bakteriearter der var til stede i mændenes tarm, og hvilke gener der var til stede i bakterierne. Holdet lagde også særlig vægt på resistensgener, hvormed mikroberne forsvarer sig mod stoffer. "Vores undersøgelse er sandsynligvis den første til at undersøge antibiotikas indflydelse på bakteriel genaktivitet, «siger Forslund.

Det blev først vist, at tarmen ikke var blevet helt steril på trods af administration af tre kraftige antibiotika, rapporterer forskeren. Blandt de resterende bakterier er holdet opdagede endda nogle tidligere ukendte arter, der endnu ikke er blevet karakteriseret. Andre mikrober skrumpede og blev til sporer - en livsform, hvor bakterier kan vedvare i mange år under usikre forhold uden at miste deres oprindelige egenskaber.

Flere og flere sygdomsfremkaldende patogener dukkede oprindeligt op

Den efterfølgende genbefolkning af tarmen var gradvis. "Ligesom når en skov langsomt kommer sig efter en brand, "siger Forslund. Dog, ifølge forskeren, bakterier med sygdomsfremkaldende egenskaber, såsom Enterococcus faecalis og Fusobacterium nucleatum, optrådte oprindeligt oftere. På samme tid, teamet var i stand til at identificere mange virulensfaktorer i mikroorganismerne - strukturer og metabolitter, der er mere skadelige for mennesker. "Denne observation forklarer, hvorfor de fleste antibiotika forårsager gastrointestinale forstyrrelser, «siger Forslund.

Over tid, imidlertid, tarmfloraen normaliserede sig igen. Dårlige mikrober blev i stigende grad erstattet af gode bakterier såsom de mælkesyreproducerende bifidobakterier, der er med til at holde patogener væk. Efter seks måneder, forsøgspersonernes mikrobiom var næsten det samme som før. Imidlertid, mere end et par af de tidligere bakteriesorter manglede. "Som forventet, antallet af resistensgener i bakterierne steg også, "rapporterer Forslund. Overraskende nok, det var ikke sådan, at de bakteriearter, der hurtigst dukkede op igen efter antibiotikabehandling, også havde flest resistensgener. "Dette genetiske materiale synes mere sandsynligt at spille en langsigtet rolle i tarmbefolkning, «siger forskeren.

Lungemikrobiomet vil også blive undersøgt nærmere

"I betragtning af det tilsyneladende permanente tab af individuelle arter og det øgede antal resistensgener, undersøgelsen viser endnu en gang, hvor vigtigt det er at administrere antibiotika med omhu, "Forslund understreger, tilføjer:"Det skal også undersøges nærmere, hvordan man kan øge fremtidige succesrater med at beskytte det følsomme mikrobiom mod skader forårsaget af antibiotika."

Forskeren planlægger at bidrage til denne forskning. For eksempel, MDC kører i øjeblikket en observationsundersøgelse, hvorigennem Forslund ønsker at finde ud af, hvordan længerevarende antibiotikabehandlinger påvirker tarmens biologiske mangfoldighed - og om en større udtømning af arter øger risikoen for fedme og metaboliske sygdomme. Hun vil også gerne undersøge, hvor ofte tarmbakterier udveksler deres resistensgener under antibiotikabehandling. En undersøgelse, der undersøger indflydelsen af ​​disse lægemidler på lungemikrobiomet, er allerede i planlægningsfasen.

• En type Chlamydia -protein manipulerer menneskelige celler på to forskellige måder
• Kostbegrænsning kan hjælpe med at forhindre aldersrelateret fald i integriteten af ​​menneskelig tarm