Il trattamento antibiotico può causare un'interruzione transitoria e a lungo termine dei microbi intestinali

Trilioni di microbi nell'intestino aiutano la salute umana, compresa la digestione del latte materno, abbattendo la fibra e aiutando a controllare il sistema immunitario. Però, è noto che il trattamento antibiotico interrompe la struttura della comunità di questi microbi:da 500 a 1, 000 specie batteriche che hanno un'influenza principalmente benefica.

Uno studio dell'Università dell'Alabama a Birmingham ha ora tracciato questa interruzione a livello di un ceppo di microbi che sostituisce un altro ceppo della stessa specie in 30 individui, tutti giovani, adulti sani che dovrebbero avere comunità microbiche stabili.

Come si evince dalla nostra analisi, la capacità di recupero rispetto al numero e alla stabilità dei nuovi ceppi è specifica per ogni individuo."

Casey Morrow, dottorato di ricerca, capo del gruppo di ricerca e professore emerito nel Dipartimento di Cellule dell'UAB, Biologia dello sviluppo e dell'integrazione

Le differenze nel recupero hanno potenziali implicazioni per la salute, Domani dice.

"È possibile che quando gli individui invecchiano, con ciascuno diverso per numero e cicli di trattamento antibiotico, il serbatoio di ceppi microbici è esaurito, determinando un modello di recupero intra-individuale per ceppi microbici specifici, " ha detto. "Comprendere questo modello di recupero - compreso il verificarsi di particolari ceppi a seguito di antibiotici - può essere una considerazione importante per la salute a lungo termine".

"Nel futuro, la caratterizzazione di questi modelli di recupero specifici dell'individuo potrebbe anche essere utilizzata per prevedere la suscettibilità a patogeni microbici sia endogeni che esogeni".

Lo studio UAB ha utilizzato strumenti bioinformatici per analizzare uno studio precedentemente descritto su 18 individui a cui era stato somministrato un singolo antibiotico, cefprozil, per una settimana. I loro campioni fecali sono stati raccolti al pre-trattamento, alla fine del trattamento antibiotico ea tre mesi dal trattamento. Lo studio UAB ha anche analizzato i dati precedentemente descritti di 12 individui a cui è stata somministrata una combinazione di tre antibiotici:meropenem, gentamicina e vancomicina -- per quattro giorni. I loro campioni fecali sono stati raccolti al pretrattamento; alla fine del trattamento; e alle quattro, 38 e 176 giorni dopo il trattamento. Sono stati analizzati anche sei individui di controllo che non hanno ricevuto antibiotici.

Generalmente, i ricercatori dell'UAB hanno scoperto che i ceppi delle 10 specie più abbondanti sono rimasti stabili nei controlli. Nei singoli soggetti in trattamento antibiotico, 15 individui su 18 hanno avuto nuovi ceppi transitori post-trattamento che, a sua volta, sono stati sostituiti dal ceppo originale entro tre mesi dal trattamento.

In contrasto, gli individui con triplo antibiotico hanno mostrato un aumento significativo di nuovi ceppi che sono persistiti fino a sei mesi dopo il trattamento, rispetto al singolo antibiotico e ai soggetti di controllo. Per di più, anche la frazione di ceppi transitori era significativamente più alta nei soggetti con più antibiotici. Ciò ha suggerito un cambiamento a lungo termine verso uno stato microbioma stabile alternativo, Domani dice. Questi cambiamenti non erano dovuti a una differenza nei tassi di crescita.

"Data l'importanza del microbioma nella salute umana, pensiamo che i nostri risultati con questi set di dati possano essere usati per aiutare a valutare la stabilità del microbioma in condizioni diverse, " Morrow ha detto. "Per esempio, ora possiamo fornire una guida agli investigatori clinici per giudicare l'impatto di determinati trattamenti per le malattie, come il cancro o il diabete, sulla comunità microbica intestinale che potrebbe essere significativa per la valutazione dei risultati. Per di più, questo approccio potrebbe essere applicato al pre e post-ricovero di un paziente per identificare le persone che potrebbero aver bisogno di un'ulteriore gestione dei loro microbiomi".

"Questo studio ha utilizzato uno strumento bioinformatico di tracciamento del ceppo precedentemente sviluppato da UAB, chiamata similarità basata su finestra Variante a singolo nucleotide, o WSS, per il monitoraggio dei ceppi microbici degli individui dal pre-trattamento al trattamento post-antibiotico, " disse Hyunmin Koo, dottorato di ricerca, UAB Dipartimento di genetica e Heflin Center for Genomic Science, che ha condotto l'analisi informatica. "Questa tecnica fa avanzare l'analisi dell'impatto degli antibiotici sul microbiota intestinale umano. Precedenti studi sul microbioma erano stati in grado di determinare un profilo tassonomico complessivo, comprese le informazioni sull'abbondanza relativa di ciascuna specie, ma ha mostrato una limitazione nel distinguere ciascuna specie a livello di ceppo o tenere traccia dello stesso ceppo in ogni individuo a livello longitudinale".

Nel 2017, i ricercatori dell'UAB hanno usato il WSS per mostrare la prima dimostrazione diretta che i microbi dei donatori fecali - usati per trattare i pazienti con infezioni ricorrenti da Clostridium difficile - sono rimasti nei riceventi per mesi o anni dopo i trapianti fecali.

• I ricercatori ricevono una sovvenzione NIH di $ 3,2 milioni per perseguire una comprensione più profonda della sindrome di Down
• Il nuovo trattamento promette di invertire la malattia celiaca