Štúdia zisťuje akumuláciu bežných terapeutických liekov črevnými baktériami

Bežné lieky sa môžu hromadiť v črevných baktériách, nová štúdia zistila, zmena bakteriálnej funkcie a potenciálne zníženie účinnosti lieku. Tieto interakcie - pozorované pri rôznych liekoch, ako je depresia, cukrovka, a lieky na astmu-mohli by výskumným pracovníkom pomôcť lepšie porozumieť individuálnym rozdielom v účinnosti liekov a vedľajších účinkoch, podľa štúdie publikovanej v Príroda .

Je známe, že baktérie môžu chemicky modifikovať niektoré lieky, proces známy ako biotransformácia. Táto štúdia, pod vedením výskumníkov z toxikologickej jednotky Medical Research Council (MRC) z University of Cambridge a Európskeho laboratória molekulárnej biológie (EMBL) v Nemecku, je prvým, kto ukázal, že určité druhy črevných baktérií akumulujú ľudské lieky, zmena typov baktérií a ich aktivity.

To by mohlo zmeniť účinnosť lieku priamo, pretože akumulácia by mohla znížiť dostupnosť lieku v tele, a nepriamo, pretože zmenená bakteriálna funkcia a zloženie môžu byť spojené s vedľajšími účinkami.

Ľudské črevo prirodzene obsahuje spoločenstvá stoviek rôznych druhov baktérií, ktoré sú dôležité pre zdravie a choroby, nazývaný črevný mikrobióm. Zloženie bakteriálnych druhov sa medzi ľuďmi výrazne líši a predtým sa ukázalo, že je spojené s celým radom stavov vrátane obezity, imunitná odpoveď, a duševné zdravie.

V tejto štúdii, vedci vypestovali 25 bežných črevných baktérií a skúmali, ako interagovali s 15 liekmi, ktoré sa užívajú perorálne. Drogy boli vybrané tak, aby predstavovali rad rôznych typov bežných drog, vrátane antidepresívnych liekov, o ktorých je známe, že postihujú jednotlivcov odlišne a spôsobujú vedľajšie účinky, ako sú problémy s črevami a priberanie na váhe.

Vedci testovali, ako každý z 15 liekov interaguje s vybranými bakteriálnymi kmeňmi-spolu 375 testov na baktérie a lieky.

Zistili 70 interakcií medzi baktériami a skúmanými liekmi - z toho 29 nebolo predtým hlásených.

Aj keď predchádzajúci výskum ukázal, že baktérie môžu chemicky upravovať lieky, keď vedci tieto interakcie skúmali ďalej, zistili, že pre 17 z 29 nových interakcií liek sa nahromadil v baktériách bez toho, aby bol upravený.

Doktor Kiran Patil, z toxikologickej jednotky MRC z University of Cambridge, ktorý viedol štúdiu, povedal:„Bolo prekvapujúce, že väčšina nových interakcií, ktoré sme medzi baktériami a liekmi videli, boli lieky akumulujúce sa v baktériách, pretože doteraz bola biotransformácia považovaná za hlavný spôsob, akým baktérie ovplyvňujú dostupnosť liekov. “

„Toto budú pravdepodobne veľmi osobné rozdiely medzi jednotlivcami, v závislosti od zloženia ich črevnej mikrobioty. Videli sme rozdiely dokonca aj medzi rôznymi kmeňmi rovnakého druhu baktérií. “

Príklady liečiv, ktoré sa akumulujú v baktériách, zahrnujú antidepresívum duloxetín a antidiabetický rosiglitazón. Pri niektorých drogách ako je montelukast (liek na astmu) a roflumilast (na chronickú obštrukčnú chorobu pľúc), obe zmeny sa stali v rôznych baktériách - boli nahromadené niektorými druhmi baktérií a upravené inými.

Tiež zistili, že bioakumulácia liekov mení metabolizmus akumulujúcich sa baktérií. Napríklad, antidepresívum duloxetín sa viazalo na niekoľko metabolických enzýmov v baktériách a zmenilo ich vylučované metabolity.

Vedci rozrástli malú komunitu niekoľkých bakteriálnych druhov dohromady a zistili, že antidepresívum duloxetín dramaticky mení rovnováhu bakteriálnych druhov. Liek zmenil molekuly produkované baktériami akumulujúcimi liečivo, ktorými sa živia iné baktérie, konzumné baktérie tak rástli oveľa viac a nerovnovážne zloženie komunity.

Vedci testovali účinky ďalej pomocou C. elegans , hlístový červ bežne používaný na štúdium črevných baktérií. Študovali duloxetín, u ktorých sa preukázalo, že sa hromadia v určitých baktériách, v iných nie. U červov pestovaných s druhmi baktérií, u ktorých sa preukázalo, že akumulujú liek, správanie červov sa zmenilo po expozícii duloxetínu, v porovnaní s červami, ktoré boli pestované s baktériami, ktoré nehromadia duloxetín.

Doktor Athanasios Typas, z EMBL, ktorý viedol štúdiu, povedal:„Až teraz ľudia uznávajú, že drogy a náš mikrobióm sa navzájom ovplyvňujú, čo má zásadný vplyv na naše zdravie.“

Dr Peer Bork, z EMBL a spoluvedúci štúdie, povedal:„To si vyžaduje, aby sme začali liečiť mikrobióm ako jeden z našich orgánov.“

Ďalšími krokmi pre nás bude pokračovať v tomto základnom molekulárnom výskume a skúmať, ako sa črevné baktérie jednotlivca spájajú s rôznymi individuálnymi reakciami na lieky, ako sú antidepresíva - rozdiely v tom, či reagujete, potrebná dávka lieku, a vedľajšie účinky ako priberanie na váhe. Ak môžeme charakterizovať, ako ľudia reagujú v závislosti od zloženia svojho mikrobiómu, potom by sa liečba drogami mohla individualizovať. “

Doktor Kiran Patil, Toxikologická jednotka MRC, University of Cambridge

Vedci upozorňujú, že výsledky štúdie sú len o baktériách pestovaných v laboratóriu a je potrebný ďalší výskum, aby sa pochopilo, ako sa bioakumulácia liekov črevnými baktériami prejavuje v ľudskom tele.

Štúdia sa začala ako spoločný projekt na EMBL Heidelberg a bola ukončená v skupine Kirana Patila po jeho presťahovaní do Cambridge. Zapojili sa do nej vedci z EMBL's Typas, Bork, Zimmermann, Hennig, Schultz, a skupiny Beck a tím Savitski, aj genomika, Proteomika, a základné zariadenia pre metabolomiku na EMBL Heidelberg.

Táto štúdia bola financovaná Európskou komisiou Horizont 2020, MRC a EMBL.

Dr Megan Dowie, Vedúci molekulárnej a bunkovej medicíny v MRK, povedal:„Táto štúdia zdôrazňuje dôležitosť mikrobiómu pri podávaní liečiv, účinnosť a bezpečnosť. O mikrobióme stále nie je veľa informácií a je zrejmé, že je potrebné vykonať ďalšiu prácu na porozumení dôležitých molekulárnych aspektov, ktoré sú tu zahrnuté, čo by mohlo viesť k pozitívnemu vplyvu na reakciu jednotlivca na celý rad bežne používaných drog. “

• Obnovenie prospešných črevných mikróbov na zvýšenie účinnosti protirakovinovej imunoterapie
• Retroflexia kolonoskopie je v praxi často málo preformovaná,