Vedci skúmajú, ako širokospektrálna antibiotická terapia ovplyvňuje interakciu črevných baktérií

Ľudské črevo je preplnené miliardami prospešných baktérií. Terapie používajúce antibiotiká často zničia väčšinu z nich. Či a ako sa črevná flóra následne zotaví, skúmal výskumný tím, ktorý zahŕňal vedcov z MDC. Výsledky boli publikované vo vedeckom časopise Mikrobiológia prírody .

V ľudskom zažívacom trakte sa nachádza vesmír drobných organizmov. V črevách je zhruba toľko baktérií, koľko ľudí žije na Zemi. Tieto mikroorganizmy takmer vždy slúžia blahu ich hostiteľa. Pomáhajú tráviť jedlo, produkovať vitamíny, a trénovať imunitný systém. Navyše, ich samotná prítomnosť pomáha zastaviť šírenie patogénov.

Ale črevný mikrokozmos, tiež známy ako mikrobióm, je citlivý na poruchy. „Keď sú vyvrhnutí z rovnováhy, existuje riziko infekcie, nadváha, a cukrovka, ako aj zápalové a neurologické ochorenia, “hovorí doktorka Sofia Forslundová, ktorí v máji tohto roku prešli z European Molecular Biology Lab (EMBL) v Heidelbergu do Max Delbrück Center for Molecular Medicine (MDC) v Berlíne, aby študovali komplexné interakcie medzi ľuďmi a mikrobiómami.

Antibiotiká zanechávajú v čreve trvalé stopy

V štúdii publikovanej nedávno v Mikrobiológia prírody , Forslund, spolu s kolegami z Dánska, Nemecko, a Čína, skúmali, ako širokospektrálna antibiotická terapia ovplyvňuje interakciu črevných baktérií. „Dokázali sme ukázať, že mikrobióm sa takmer úplne zotavil šesť mesiacov po podaní lieku, "hovorí švédsky výskumník. Ale iba" takmer ":" Niektoré citlivé druhy baktérií úplne zmizli, “hovorí Forslund.

V štvordňovej štúdii tím vedený výskumníkmi MDC a dvoma vedcami z Kodanskej univerzity podal kokteil troch antibiotík (meropeném, gentamicín, a vankomycín) dvanástim zdravým mladým mužom, ktorí súhlasili s účasťou. Tieto lieky sa používajú hlavne vtedy, ak bežnejšie antibiotiká už nefungujú, kvôli baktériám, ktoré už na ne začali byť odolné.

Niektoré druhy baktérií podanie lieku prežili

Vedci potom šesť mesiacov študovali mikrobiómy svojich subjektov. Pomocou sekvenovania DNA - metódy používanej na určenie štruktúry genetického materiálu - určili, ktoré bakteriálne druhy sa nachádzajú v črevách mužov, a ktoré gény boli prítomné v baktériách. Tím tiež venoval osobitnú pozornosť génom rezistencie, ktorými sa mikróby bránia pred drogami. „Naša štúdia je pravdepodobne prvou, ktorá skúmala vplyv antibiotík na aktivitu bakteriálnych génov, “hovorí Forslund.

Najprv sa ukázalo, že črevo sa nestalo úplne sterilným napriek podaniu troch silných antibiotík, uvádza výskumník. Medzi zvyšnými baktériami, tím dokonca objavil niektoré predtým neznáme druhy, ktoré ešte neboli charakterizované. Ostatné mikróby sa zmenšili a zmenili sa na spóry - životnú formu, v ktorej baktérie môžu pretrvávať mnoho rokov v neistých podmienkach bez toho, aby stratili svoje pôvodné vlastnosti.

Pôvodne sa objavovalo stále viac patogénov spôsobujúcich choroby

Následná repopulácia čreva bola postupná. „Podobne ako keď sa les pomaly zotavuje po požiari, "hovorí Forslund. Avšak podľa výskumníka, baktérie s vlastnosťami spôsobujúcimi choroby, ako Enterococcus faecalis a Fusobacterium nucleatum, pôvodne sa objavoval častejšie. V rovnakom čase, tímu sa podarilo identifikovať mnoho faktorov virulencie v mikroorganizmoch - štruktúr a metabolitov, ktoré sú pre človeka škodlivejšie. „Toto pozorovanie vysvetľuje, prečo väčšina antibiotík spôsobuje gastrointestinálne poruchy, “hovorí Forslund.

Časom však črevná flóra sa opäť normalizovala. Zlé mikróby boli stále viac nahrádzané dobrými baktériami, ako sú bifidobaktérie produkujúce kyselinu mliečnu, ktoré pomáhajú udržať patogény preč. Po šiestich mesiacoch, mikrobióm subjektov bol takmer rovnaký ako predtým. Avšak, chýbalo viac ako niekoľko predchádzajúcich bakteriálnych odrôd. "Podľa očakávania, zvýšil sa aj počet génov rezistencie v baktériách, “hlási Forslund. Prekvapivo nebolo to tak, že bakteriálne druhy, ktoré sa najrýchlejšie objavili znova po podaní antibiotík, mali tiež najviac génov rezistencie. „Zdá sa, že tento genetický materiál pravdepodobne hrá dlhodobú úlohu v repopulácii čreva, “hovorí výskumník.

Ďalej sa bude skúmať pľúcny mikrobióm

„Vzhľadom na zjavne trvalú stratu jednotlivých druhov a zvýšený počet génov rezistencie, štúdia opäť ukazuje, aké dôležité je opatrne podávať antibiotiká, „Forslund zdôrazňuje, a dodáva:"Je tiež potrebné ďalej skúmať, ako zvýšiť budúcu úspešnosť ochrany citlivého mikrobiómu pred poškodením spôsobeným antibiotikami."

Vedec plánuje prispieť k tomuto výskumu. Napríklad, MDC v súčasnosti realizuje observačnú štúdiu, prostredníctvom ktorej chce Forslund zistiť, ako dlhodobá liečba antibiotikami ovplyvňuje biodiverzitu čriev - a či väčšie vyčerpanie druhov zvyšuje riziko obezity a metabolických chorôb. Chcela by tiež preskúmať, ako často si črevné baktérie počas podávania antibiotík vymieňajú svoje gény rezistencie. Štúdia skúmajúca vplyv týchto liekov na pľúcny mikrobióm je už v štádiu plánovania.

• Jeden typ proteínu Chlamydia manipuluje s ľudskými bunkami dvoma rôznymi spôsobmi
• Dietetické obmedzenia by mohli pomôcť zabrániť vekom podmienenému zníženiu integrity ľudského čreva