O tratamento com antibióticos pode causar interrupção temporária e de longo prazo dos micróbios intestinais

Trilhões de micróbios no intestino ajudam a saúde humana, incluindo a digestão do leite materno, quebrando fibras e ajudando a controlar o sistema imunológico. Contudo, o tratamento com antibióticos é conhecido por perturbar a estrutura da comunidade desses micróbios - 500 para 1, 000 espécies bacterianas que têm uma influência principalmente benéfica.

Um estudo da Universidade do Alabama em Birmingham agora rastreou essa interrupção no nível de uma cepa de micróbios substituindo outra cepa da mesma espécie em 30 indivíduos - todos eles jovens, adultos saudáveis ​​de quem se espera que tenham comunidades microbianas estáveis.

Conforme mostrado em nossa análise, a capacidade de recuperação em relação ao número e estabilidade de novas cepas é específica para cada indivíduo ”.

Casey Morrow, Ph.D., líder da equipe de pesquisa e professor emérito do Departamento de Célula da UAB, Biologia do Desenvolvimento e Integrativa

As diferenças na recuperação têm implicações potenciais para a saúde, Morrow diz.

"É possível que à medida que os indivíduos envelhecem, com cada um diferindo em número e ciclos de tratamento com antibióticos, o reservatório de cepas microbianas está esgotado, resultando em um padrão de recuperação intra-individual para cepas microbianas específicas, ", disse ele." Entender esse padrão de recuperação - incluindo a ocorrência de cepas específicas após antibióticos - pode ser uma consideração importante para a saúde a longo prazo. "

"No futuro, a caracterização desses padrões de recuperação específicos do indivíduo também pode ser usada para prever a suscetibilidade a patógenos microbianos endógenos e exógenos. "

O estudo UAB usou ferramentas de bioinformática para analisar um estudo previamente descrito de 18 indivíduos que receberam um único antibiótico, cefprozil, por uma semana. Suas amostras fecais foram coletadas no pré-tratamento, no final do tratamento com antibióticos e três meses após o tratamento. O estudo UAB também analisou dados descritos anteriormente de 12 indivíduos que receberam uma combinação de três antibióticos - meropenem, gentamicina e vancomicina - por quatro dias. Suas amostras fecais foram coletadas no pré-tratamento; no final do tratamento; e aos quatro, 38 e 176 dias pós-tratamento. Seis indivíduos controle que não receberam antibióticos também foram analisados.

Em geral, os pesquisadores da UAB descobriram que as cepas das 10 espécies mais abundantes permaneceram estáveis ​​nos controles. Nos indivíduos em tratamento com um único antibiótico, 15 de 18 indivíduos tiveram novas cepas transitórias pós-tratamento que, por sua vez, foram substituídos pela cepa original três meses após o tratamento.

Em contraste, os indivíduos com antibióticos triplos mostraram um aumento significativo de novas cepas que persistiram por até seis meses após o tratamento, em comparação com o único antibiótico e os indivíduos de controle. Além disso, a fração de cepas transitórias também foi significativamente maior nos indivíduos com múltiplos antibióticos. Isso sugeriu uma mudança de longo prazo para um estado de microbioma estável alternativo, Morrow diz. Essas mudanças não foram devidas a diferenças nas taxas de crescimento.

“Dada a importância do microbioma na saúde humana, achamos que nossos resultados com esses conjuntos de dados podem ser usados ​​para ajudar a avaliar a estabilidade do microbioma em diferentes condições, "Morrow disse." Por exemplo, agora podemos fornecer orientação aos investigadores clínicos para julgar o impacto de certos tratamentos para doenças, como câncer ou diabetes, na comunidade microbiana intestinal que pode ser significativa para a avaliação dos resultados. Além disso, esta abordagem pode ser aplicada ao pré e pós-hospitalização do paciente para identificar os indivíduos que podem precisar de manejo adicional de seus microbiomas. "

"Este estudo usou uma ferramenta de bioinformática de rastreamento de deformação desenvolvida anteriormente pela UAB, chamada de similaridade baseada em janela variante de nucleotídeo único, ou WSS, para rastrear cepas microbianas de indivíduos desde o pré-tratamento até o pós-tratamento com antibióticos, "disse Hyunmin Koo, Ph.D., Departamento de Genética da UAB e Centro Heflin de Ciência Genômica, quem conduziu a análise informática. "Esta técnica avança a análise do impacto dos antibióticos na microbiota intestinal humana. Estudos anteriores do microbioma foram capazes de determinar um perfil taxonômico geral, incluindo as informações de abundância relativa de cada espécie, mas mostrou uma limitação para distinguir cada espécie no nível de deformação ou rastrear a mesma deformação em cada indivíduo no nível longitudinal. "

Em 2017, os pesquisadores da UAB usaram WSS para mostrar a primeira demonstração direta de que micróbios doadores fecais - usados ​​para tratar pacientes com infecções recorrentes por Clostridium difficile - permaneceram em receptores por meses ou anos após os transplantes fecais.

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