Antibiotisk behandling kan forårsake forbigående og langsiktig forstyrrelse av tarmmikrober

Billioner mikrober i tarmen hjelper menneskers helse, inkludert fordøyelse av morsmelk, bryte ned fiber og hjelpe til med å kontrollere immunsystemet. Derimot, antibiotikabehandling er kjent for å forstyrre samfunnsstrukturen til disse mikrober - 500 til 1, 000 bakteriearter som hovedsakelig har gunstig innflytelse.

En studie ved University of Alabama i Birmingham har nå sporet denne forstyrrelsen på nivå med en stamme av mikrober som erstatter en annen stamme av samme art hos 30 individer - alle unge, friske voksne som forventes å ha stabile mikrobielle samfunn.

Som vist fra vår analyse, kapasiteten til å gjenopprette med hensyn til antall og stabilitet av nye stammer er spesifikk for hver enkelt person. "

Casey Morrow, Ph.D., leder for forskningsteamet og professor emeritus ved UABs celleavdeling, Utviklings- og integrasjonsbiologi

Forskjeller i utvinning har potensielle helsemessige konsekvenser, Sier Morrow.

"Det er mulig at når individer blir eldre, med hver forskjellig antall og sykluser av antibiotikabehandling, reservoaret av mikrobielle stammer er oppbrukt, resulterer i et intraindividuelt gjenopprettingsmønster for spesifikke mikrobielle stammer, "sa han." Å forstå dette utvinningsmønsteret-inkludert forekomsten av bestemte stammer etter antibiotika-kan være en viktig faktor for langsiktig helse. "

"I fremtiden, karakteriseringen av disse individspesifikke gjenopprettingsmønstrene kan også brukes til å forutsi mottakeligheten for både endogene og eksogene mikrobielle patogener. "

UAB -studien brukte bioinformatiske verktøy for å analysere en tidligere beskrevet studie av 18 personer som hadde fått et enkelt antibiotika, cefprozil, for en uke. Avføringsprøvene deres ble samlet ved forbehandling, ved avsluttet antibiotikabehandling og tre måneder etter behandling. UAB -studien analyserte også tidligere beskrevne data fra 12 personer som fikk en kombinasjon av tre antibiotika - meropenem, gentamicin og vancomycin - i fire dager. Avføringsprøvene deres ble samlet ved forbehandling; ved slutten av behandlingen; og klokken fire, 38 og 176 dager etter behandling. Seks kontrollpersoner som ikke fikk antibiotika ble også analysert.

Generelt, UAB -forskerne fant at stammer av de 10 mest forekommende artene forble stabile i kontrollene. I enkeltpersoner med antibiotikabehandling, 15 av 18 individer hadde forbigående nye stammer etter behandling som, i sin tur, ble erstattet av den opprinnelige stammen med tre måneder etter behandling.

I motsetning, trippel-antibiotika individer viste en betydelig økning av nye stammer som vedvarte så lenge som seks måneder etter behandling, sammenlignet med det enkelte antibiotika og kontrollindividene. Dessuten, brøkdelen av forbigående stammer var også signifikant høyere hos de flere antibiotikapersoner. Dette antydet en langsiktig endring til en alternativ stabil mikrobiometilstand, Sier Morrow. Disse endringene skyldtes ikke en forskjell i vekstrater.

"Gitt mikrobiomets betydning for menneskers helse, vi tror resultatene våre med disse datasettene kan brukes til å evaluere mikrobiomstabilitet under forskjellige forhold, "Morrow sa." For eksempel, vi kan nå gi veiledning til kliniske etterforskere for å bedømme virkningen av visse behandlinger for sykdommer, som kreft eller diabetes, på tarmmikrobielt samfunn som kan ha betydning for evaluering av utfall. Dessuten, denne tilnærmingen kan brukes på pasientens pre- og post-sykehusinnleggelse for å identifisere personer som kan trenge ytterligere behandling av mikrobiomene sine. "

"Denne studien brukte et verktøy for sporing av bioinformatikk som tidligere er utviklet av UAB, kalt vindusbasert likhet Single-nucleotide-variant, eller WSS, for sporing av individers mikrobielle stammer fra forbehandling til behandling etter antibiotika, "sa Hyunmin Koo, Ph.D., UAB Institutt for genetikk og Heflin senter for genomisk vitenskap, som ledet informatikkanalysen. "Denne teknikken fremmer analyse av virkningen av antibiotika på tarmmikrobiota hos mennesker. Tidligere studier av mikrobiomet hadde vært i stand til å bestemme en samlet taksonomisk profil inkludert den relative overflodinformasjonen til hver art, men viste en begrensning for å skille hver art på belastningsnivået eller spore den samme stammen i hver enkelt på langsnivå. "

I 2017, UAB -forskerne brukte WSS for å vise den første direkte demonstrasjonen av at fekaldonormikrober - som brukes til å behandle pasienter med tilbakevendende Clostridium difficile -infeksjoner - forble hos mottakere i måneder eller år etter avføring.

• Forskere mottar 3,2 millioner dollar NIH -stipend for å forfølge en dypere forståelse av Downs syndrom
• Ny behandling viser løfte om å reversere cøliaki