Studija otkriva nakupljanje uobičajenih terapijskih lijekova od strane crijevnih bakterija

Uobičajeni lijekovi mogu se nakupiti u crijevnim bakterijama, nova studija je otkrila, mijenja bakterijsku funkciju i potencijalno smanjuje učinkovitost lijeka. Ove interakcije - viđene su za različite lijekove, poput depresije, dijabetes, i lijekovi protiv astme-mogli bi pomoći istraživačima da bolje razumiju individualne razlike u učinkovitosti lijeka i nuspojavama, prema studiji objavljenoj u Priroda .

Poznato je da bakterije mogu kemijski modificirati neke lijekove, proces poznat kao biotransformacija. Ova studija, predvođeni istraživačima iz Toksikološke jedinice Medicinskog vijeća (MRC) Sveučilišta u Cambridgeu i Europskog laboratorija za molekularnu biologiju (EMBL) u Njemačkoj, prvi je pokazao da određene vrste crijevnih bakterija nakupljaju ljudske lijekove, mijenjajući vrste bakterija i njihovu aktivnost.

To bi moglo izravno promijeniti učinkovitost lijeka, budući da bi nakupljanje moglo smanjiti dostupnost lijeka tijelu, i posredno, jer se promijenjena funkcija i sastav bakterija mogu povezati s nuspojavama.

Ljudska crijeva prirodno sadrže zajednice stotina različitih vrsta bakterija, koji su važni za zdravlje i bolesti, naziva crijevni mikrobiom. Sastav bakterijskih vrsta značajno varira među ljudima i ranije se pokazalo da je povezan s širokim rasponom stanja, uključujući pretilost, imunološki odgovor, i mentalno zdravlje.

U ovoj studiji, istraživači su uzgajali 25 uobičajenih crijevnih bakterija i proučavali njihovu interakciju s 15 lijekova koji se uzimaju oralno. Lijekovi su odabrani da predstavljaju niz različitih vrsta uobičajenih lijekova, uključujući lijekove protiv depresije, za koje je poznato da različito utječu na pojedince i uzrokuju nuspojave poput problema s crijevima i debljanja.

Znanstvenici su testirali kako je svaki od 15 lijekova bio u interakciji s odabranim sojevima bakterija-ukupno 375 testova na bakterije.

Otkrili su 70 interakcija između bakterije i proučavanih lijekova - od kojih 29 ranije nije bilo prijavljeno.

Dok su ranija istraživanja pokazala da bakterije mogu kemijski modificirati lijekove, kada su znanstvenici dalje proučavali te interakcije, otkrili su da je za 17 od 29 novih interakcija, lijek se nakupio unutar bakterije bez modifikacije.

Dr. Kiran Patil, s Toksikološke jedinice MRC -a na Sveučilištu Cambridge, koji je vodio studiju, rekao je:"Bilo je iznenađujuće da su većina novih interakcija koje smo vidjeli između bakterija i lijekova bili lijekovi koji su se nakupljali u bakterijama, jer se do sada smatralo da je biotransformacija glavni način na koji bakterije utječu na dostupnost lijekova. "

"To će vjerojatno biti vrlo osobne razlike među pojedincima, ovisno o sastavu njihove crijevne mikrobiote. Vidjeli smo razlike čak i između različitih sojeva iste vrste bakterija. "

Primjeri lijekova koji se nakupljaju u bakterijama uključuju antidepresiv duloksetin i antidijabetički rosiglitazon. Za neke lijekove, kao što su montelukast (lijek protiv astme) i roflumilast (za kroničnu opstruktivnu plućnu bolest), obje su se promjene dogodile u različitim bakterijama - akumulirale su ih neke vrste bakterija, a druge modificirale.

Također su otkrili da bioakumulacija lijekova mijenja metabolizam akumuliranih bakterija. Na primjer, antidepresivni lijek duloksetin vezan za nekoliko metaboličkih enzima unutar bakterije i promijenio njihove izlučene metabolite.

Znanstvenici su zajedno okupili malu zajednicu od nekoliko bakterijskih vrsta i otkrili da je antidepresiv duloksetin dramatično promijenio ravnotežu bakterijskih vrsta. Lijek je promijenio molekule koje stvaraju bakterije koje akumuliraju lijek, kojim se drugim bakterijama hrani, pa su bakterije koje su konzumirale mnogo više rasle i neuravnotežile sastav zajednice.

Znanstvenici su dalje testirali učinke C. elegans , crv nematoda koji se obično koristi za proučavanje crijevnih bakterija. Proučavali su duloksetin, za koje se pokazalo da se nakupljaju u određenim bakterijama, ali ne i u drugim. Kod crva uzgojenih s vrstama bakterija za koje je dokazano da akumuliraju lijek, ponašanje crva promijenjeno je nakon izlaganja duloksetinu, u usporedbi s crvima uzgojenim s bakterijama koje nisu nakupljale duloksetin.

Dr. Athanasios Typas, iz EMBL -a, koji je vodio studiju, rekao je:"Tek sada ljudi uviđaju da lijekovi i naš mikrobiom utječu jedni na druge s kritičnom posljedicom na naše zdravlje."

Dr Peer Bork, iz EMBL-a i suvoditelj studije, rekao:"Ovo nas poziva da počnemo tretirati mikrobiom kao jedan od naših organa."

Sljedeći koraci za nas će biti da nastavimo s ovim temeljnim molekularnim istraživanjem i istražimo kako se crijevne bakterije pojedinca povezuju s različitim individualnim odgovorima na lijekove poput antidepresiva - razlike u tome da li reagirate, potrebna doza lijeka, i nuspojave poput debljanja. Ako možemo okarakterizirati kako ljudi reagiraju ovisno o sastavu njihovog mikrobioma, tada bi se liječenje lijekovima moglo individualizirati. "

Dr. Kiran Patil, MRC Toksikološka jedinica, Sveučilište u Cambridgeu

Znanstvenici upozoravaju da su nalazi studije samo na bakterijama uzgojenim u laboratoriju te je potrebno više istraživanja kako bi se razumjelo kako se bioakumulacija lijekova pomoću crijevnih bakterija očituje u ljudskom tijelu.

Studija je započela kao suradnički projekt u EMBL Heidelberg, a završila je u grupi Kirana Patila nakon preseljenja u Cambridge. Uključili su istraživače iz EMBL -ovog Typas -a, Bork, Zimmermann, Hennig, Schultz, i Beck grupe i Savitski tim, kao i Genomika, Proteomika, i Metabolomics Core Facilities u EMBL Heidelberg.

Ovo istraživanje financira Europska komisija Obzor 2020, MRC i EMBL.

Dr. Megan Dowie, Voditelj molekularne i stanične medicine u MRC -u, rekao je:"Ova studija naglašava važnost mikrobioma u isporuci lijekova, učinkovitost i sigurnost. Još uvijek postoji mnogo toga što nije dobro shvaćeno o mikrobiomu i jasno je da je potrebno uložiti dodatne napore kako bi se razumjeli važni molekularni aspekti koji su ovdje uključeni, što bi moglo dovesti do pozitivnog utjecaja na odgovor pojedinca na niz uobičajeno korištenih lijekova. "

• Obnavljanje korisnih crijevnih mikroba radi poboljšanja učinkovitosti imunoterapije protiv raka
• Retrofleksija kolonoskopije često se u praksi slabo izvodi,