Gli scienziati studiano come la terapia antibiotica ad ampio spettro influenzi l'interazione dei batteri intestinali

L'intestino umano pullula di miliardi di batteri benefici. Le terapie che utilizzano antibiotici spesso distruggono la maggior parte di essi. Se e come la flora intestinale si riprenderà successivamente è stato studiato da un gruppo di ricerca che includeva scienziati del MDC. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Microbiologia della natura .

Il tratto digestivo umano ospita un universo di minuscoli organismi. Ci sono all'incirca tanti batteri nell'intestino quante sono le persone che vivono sulla terra. Questi microrganismi servono quasi sempre al benessere del loro ospite. Aiutano a digerire il cibo, produrre vitamine, e allenare il sistema immunitario. Inoltre, la loro stessa presenza aiuta ad arginare la diffusione dei patogeni.

Ma il microcosmo intestinale, noto anche come microbioma, è sensibile alle interruzioni. "Quando sbilanciato, c'è il rischio di infezione, peso in eccesso, e diabete, così come malattie infiammatorie e neurologiche, "dice la dottoressa Sofia Forslund, che nel maggio di quest'anno è passato dall'European Molecular Biology Lab (EMBL) di Heidelberg al Max Delbrück Center for Molecular Medicine (MDC) di Berlino per studiare le complesse interazioni tra uomo e microbiomi.

Gli antibiotici lasciano tracce permanenti nell'intestino

In uno studio pubblicato di recente in Microbiologia della natura , Forslund, insieme ai colleghi danesi, Germania, e Cina, ha studiato come la terapia antibiotica ad ampio spettro influenzi l'interazione dei batteri intestinali. "Siamo stati in grado di dimostrare che il microbioma si era quasi completamente ripreso sei mesi dopo la somministrazione del farmaco, " dice il ricercatore svedese. Ma solo "quasi":"Alcune specie batteriche sensibili sono scomparse del tutto, "dice Forslund.

Nei quattro giorni di studio, il team guidato dai ricercatori MDC e da due scienziati dell'Università di Copenhagen ha somministrato un cocktail di tre antibiotici (meropenem, gentamicina, e vancomicina) a dodici giovani uomini sani che avevano accettato di partecipare. Questi farmaci vengono utilizzati principalmente quando gli antibiotici più comuni non funzionano più, a causa del fatto che i batteri sono già diventati resistenti a loro.

Alcuni tipi di batteri sono sopravvissuti alla somministrazione del farmaco

I ricercatori hanno quindi studiato i microbiomi dei loro soggetti per sei mesi. Mediante il sequenziamento del DNA - un metodo utilizzato per determinare la struttura del materiale genetico - hanno determinato quali specie batteriche erano presenti nell'intestino degli uomini, e quali geni erano presenti nei batteri. Il team ha anche prestato particolare attenzione ai geni di resistenza, con cui i microbi si difendono dai farmaci. "Il nostro studio è probabilmente il primo a indagare l'influenza degli antibiotici sull'attività dei geni batterici, "dice Forslund.

È stato inizialmente dimostrato che l'intestino non era diventato completamente sterile nonostante la somministrazione di tre potenti antibiotici, riferisce il ricercatore. Tra i batteri rimanenti, il team ha anche scoperto alcune specie precedentemente sconosciute che non sono ancora state caratterizzate. Altri microbi si sono ridotti e si sono trasformati in spore, una forma di vita in cui i batteri possono persistere per molti anni in condizioni precarie senza perdere le loro proprietà originali.

All'inizio apparivano sempre più agenti patogeni

Il successivo ripopolamento dell'intestino è stato graduale. "Come quando una foresta si riprende lentamente dopo un incendio, " dice Forslund. Tuttavia, secondo il ricercatore, batteri con proprietà che causano malattie, come Enterococcus faecalis e Fusobacterium nucleatum, inizialmente è apparso più frequentemente. Allo stesso tempo, il team è stato in grado di identificare molti fattori di virulenza nei microrganismi:strutture e metaboliti che sono più dannosi per l'uomo. "Questa osservazione spiega perché la maggior parte degli antibiotici causa disturbi gastrointestinali, "dice Forslund.

Col tempo, però, la flora intestinale si è nuovamente normalizzata. I microbi cattivi sono stati sempre più sostituiti da batteri buoni come i bifidobatteri produttori di acido lattico che sono fondamentali per tenere lontani gli agenti patogeni. Dopo sei mesi, il microbioma dei soggetti era quasi lo stesso di prima. Però, mancavano più di alcune delle varietà batteriche precedenti. "Come previsto, anche il numero di geni di resistenza nei batteri è aumentato, " riferisce Forslund. Sorprendentemente, non era vero che le specie batteriche che ricomparivano più rapidamente dopo la somministrazione di antibiotici avevano anche i geni più resistenti. "Questo materiale genetico sembra avere maggiori probabilità di svolgere un ruolo a lungo termine nel ripopolamento intestinale, "dice il ricercatore.

Anche il microbioma polmonare sarà studiato ulteriormente

"Data la perdita apparentemente permanente di singole specie e l'aumento del numero di geni di resistenza, lo studio dimostra ancora una volta quanto sia importante somministrare con cura gli antibiotici, "Forslund sottolinea, aggiungendo:"Deve anche essere ulteriormente esplorato come aumentare i tassi di successo futuri nella protezione del microbioma sensibile dai danni causati dagli antibiotici".

Lo scienziato intende contribuire a questa ricerca. Per esempio, l'MDC sta attualmente conducendo uno studio osservazionale attraverso il quale Forslund vuole scoprire come i trattamenti antibiotici a lungo termine influenzino la biodiversità intestinale e se un maggiore esaurimento delle specie aumenti il ​​rischio di obesità e malattie metaboliche. Vorrebbe anche studiare la frequenza con cui i batteri intestinali scambiano i loro geni di resistenza durante la somministrazione di antibiotici. È già in fase di progettazione uno studio sull'influenza di questi farmaci sul microbioma polmonare.

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