Исследование показало, что кишечные бактерии накапливают общие терапевтические препараты.

Обычные лекарства могут накапливаться в кишечных бактериях, новое исследование обнаружило, изменение бактериальной функции и потенциально снижение эффективности препарата. Эти взаимодействия - наблюдаются для различных лекарств, например депрессия, диабет, и лекарства от астмы - могут помочь исследователям лучше понять индивидуальные различия в эффективности лекарств и побочных эффектах, согласно исследованию, опубликованному в Природа .

Известно, что бактерии могут химически модифицировать некоторые лекарства, процесс, известный как биотрансформация. Эта учеба, под руководством исследователей из отдела токсикологии Совета медицинских исследований (MRC) Кембриджского университета и Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) в Германии, впервые показал, что определенные виды кишечных бактерий накапливают человеческие лекарства, изменение типов бактерий и их активности.

Это могло изменить эффективность препарата как напрямую, так и поскольку накопление может снизить доступность препарата для организма, и косвенно, поскольку изменение бактериальной функции и состава может быть связано с побочными эффектами.

Кишечник человека естественным образом содержит сообщества сотен различных видов бактерий, которые важны для здоровья и болезней, называется микробиом кишечника. Состав видов бактерий значительно различается у разных людей, и ранее было показано, что он связан с широким спектром состояний, включая ожирение, иммунная реакция, и психическое здоровье.

В этом исследовании, исследователи вырастили 25 обычных кишечных бактерий и изучили, как они взаимодействуют с 15 лекарствами, принимаемыми перорально. Лекарства были выбраны, чтобы представить ряд различных типов обычных лекарств, включая антидепрессанты, которые, как известно, по-разному влияют на людей и вызывают побочные эффекты, такие как проблемы с кишечником и увеличение веса.

Исследователи проверили, как каждый из 15 препаратов взаимодействует с выбранными штаммами бактерий - в общей сложности 375 тестов на бактерии и лекарства.

Они обнаружили 70 взаимодействий между бактериями и исследуемыми препаратами, о 29 из которых ранее не сообщалось.

Хотя более ранние исследования показали, что бактерии могут химически модифицировать лекарства, когда ученые изучили эти взаимодействия дальше, они обнаружили, что для 17 из 29 новых взаимодействий, препарат накапливается в бактериях, не подвергаясь модификации.

Д-р Киран Патил, из отделения токсикологии MRC Кембриджского университета, кто был одним из руководителей исследования, сказал:«Было удивительно, что большинство новых взаимодействий, которые мы наблюдали между бактериями и лекарствами, были лекарствами, накапливающимися в бактериях, потому что до сих пор биотрансформация считалась основным способом воздействия бактерий на доступность лекарств ».

"Скорее всего, это будут очень личные различия между людьми, в зависимости от состава микробиоты кишечника. Мы видели различия даже между разными штаммами одного и того же вида бактерий ».

Примеры препаратов, которые накапливаются в бактериях, включают антидепрессант дулоксетин и антидиабетический розиглитазон. Для некоторых лекарств такие как монтелукаст (лекарство от астмы) и рофлумиласт (при хронической обструктивной болезни легких), оба изменения произошли у разных бактерий - они были накоплены одними видами бактерий и модифицированы другими.

Они также обнаружили, что биоаккумуляция лекарств изменяет метаболизм накапливающихся бактерий. Например, антидепрессант дулоксетин связывается с несколькими метаболическими ферментами внутри бактерий и изменяет их секретируемые метаболиты.

Исследователи вырастили небольшое сообщество из нескольких видов бактерий и обнаружили, что антидепрессант дулоксетин резко изменил баланс видов бактерий. Лекарство изменило молекулы, производимые бактериями, накапливающими лекарство, какие другие бактерии питаются, таким образом, бактерии-потребители разрастались намного больше и разбалансировали состав сообщества.

Исследователи проверили эффекты в дальнейшем, используя C. elegans , червь нематода, обычно используемый для изучения кишечных бактерий. Они изучали дулоксетин, которые, как было показано, накапливаются в одних бактериях, но не в других. У червей, выращенных с видами бактерий, которые, как было доказано, накапливают лекарство, поведение червей изменилось после воздействия дулоксетина, по сравнению с червями, выращенными на бактериях, не накапливающих дулоксетин.

Д-р Афанасиос Типас, из EMBL, кто был одним из руководителей исследования, сказал:«Только сейчас люди осознают, что лекарства и наш микробиом влияют друг на друга с критическими последствиями для нашего здоровья».

Д-р Пер Борк, от EMBL и соруководителя исследования, сказал:«Это требует, чтобы мы начали рассматривать микробиом как один из наших органов».

<цитата>

Следующими шагами для нас будет продвижение этого фундаментального молекулярного исследования и изучение того, как кишечные бактерии человека связаны с различными индивидуальными реакциями на лекарства, такие как антидепрессанты - различиями в том, реагируете ли вы, необходимая доза препарата, и побочные эффекты, такие как увеличение веса. Если мы сможем охарактеризовать реакцию людей в зависимости от состава их микробиома, тогда медикаментозное лечение может быть индивидуализировано ».

Д-р Киран Патил, Отделение токсикологии MRC, Кембриджский университет

Исследователи предупреждают, что результаты исследования относятся только к бактериям, выращенным в лаборатории, и необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, как биоаккумуляция лекарств кишечными бактериями проявляется в организме человека.

Исследование началось как совместный проект в EMBL Heidelberg и было завершено в группе Кирана Патила после его переезда в Кембридж. В нем участвовали исследователи из компании EMBL's Typas, Борк, Циммерманн, Хенниг, Шульц, и группы Бека и команда Савицкого, а также Геномика, Протеомика, и основные объекты метаболомики в EMBL Heidelberg.

Это исследование финансировалось Европейской комиссией Horizon 2020, MRC и EMBL.

Д-р Меган Дауи, Руководитель отдела молекулярной и клеточной медицины MRC, сказал:"Это исследование подчеркивает важность микробиома в доставке лекарств, эффективность и безопасность. О микробиоме еще многое не известно, и ясно, что необходимо проделать дополнительную работу, чтобы понять важные молекулярные аспекты, связанные с этим, что может положительно повлиять на реакцию человека на ряд широко используемых лекарств ».

• Восстановление полезных кишечных микробов для повышения эффективности иммунотерапии рака
• Колоноскопическая ретрофлексия часто плохо выполняется на практике,