OlgaReukova | Shutterstock
"Under en lång tid, vi har vetat att antibiotika påverkar mikrobiomet, ”Säger studieförfattaren Peter Belenky. ”Vi har också känt att kosten påverkar mikrobiomet. Detta är den första artikeln som sammanför dessa två fakta. ”
Belenky säger att målet med hans laboratories arbete är att identifiera nya sätt att skydda mikrobiomet, som kan lindra några av de värsta antibiotiska biverkningarna.
Tarmmikrobiomet består av biljoner bakterier som gynnar värden. De hjälper nedbrytningen av kostfiber och upprätthåller den totala tarmhälsan genom att konkurrera med skadliga bakterier om resurser som skulle vara avgörande för deras överlevnad, till exempel näringsämnen och utrymme.
Även om antibiotika räddar livet för otaliga människor som är infekterade med skadliga bakterier, dessa läkemedel kan också störa denna gemenskap av fördelaktiga bakterier som lever i människans tarm. Detta, i tur och ordning, kan leda till andra livshotande infektioner.
Belenky, som är professor i mikrobiologi och immunologi vid Brown's, har studerat effekten av antibiotika på tarmen och letat efter sätt att motverka obalanser i mikrobiomet som kan leda till potentiellt livshotande infektioner som t.ex. C. difficile .
”Även om antibiotika stör strukturen i tarmmikrobioten, faktorer som modulerar dessa störningar är dåligt förstådda, ”Skriver laget.
Som nyligen rapporterats i tidningen Cellmetabolism , Belenky och kollegor har nu visat att även om de antibiotika de använde störde sammansättningen och metaboliska kapaciteten hos det murina tarmmikrobiomet, denna störning kan också förvärras eller minimeras genom att göra ändringar i djurens kost.
Belenky och kollegor visste redan att bakteriell metabolism är en viktig regulator av antibiotikamottaglighet in vitro och spelar förmodligen en betydande roll inom värden. De tillämpade ett metagenomiskt och metatranscriptomiskt tillvägagångssätt för att undersöka samband mellan antibiotikainducerade taxonomiska och transkriptionella svar inom musmikrobiomet.
För studien, huvudförfattaren Damien Cabral och kollegor behandlade tre grupper av möss med olika antibiotika, nämligen amoxicillin, ciprofloxacin eller doxycyklin. De kartlade sedan hur sammansättningen av djurens tarmmikrobiomer förändrades och hur bakterier anpassade sig på metabolisk nivå efter behandlingen.
Amoxicillin, ett antibiotikum som vanligtvis används för att behandla halsfluss och öroninfektioner, minskade signifikant nivåerna av bakterier i tarmen och förändrade också generna som de återstående bakterierna använder. Ciprofloxacin (används ofta för att behandla urinvägsinfektioner) och doxycyklin (vanligtvis används för att behandla sinusinfektioner), förändrade också tarmmikrobiomet, även om dessa förändringar var mindre uttalade.
Teamet fann att antibiotika signifikant förändrade uttrycket av viktiga metaboliska vägar på hela gemenskapen och enskilda arter.
I synnerhet, en typ av fördelaktiga bakterier, Bacteroides thetaiotaomicron , blomstrade som svar på amoxicillinbehandling. Denna bakterie uppreglerade polysackaridanvändning för att underlätta matsmältningen av fiber, en förändring som verkar göra det möjligt att blomma i det förändrade ekosystemet och på något sätt skydda mot antibiotikumet, säger Belenky.
Rent generellt, bakterierna nedreglerade användningen av gener som är inblandade i normala tillväxtprocesser som att producera nya proteiner och DNA. De uppreglerade också deras användning av gener som är avgörande för stressresistens
Intressant, forskarna fann att tillsats av glukos till djurens kost - som vanligtvis är låg i enkla sockerarter och mycket fiber - ökar mottagligheten för B. thetaiotaomicron till amoxicillin.
“ In vitro , vi fann att bakteriens känslighet för amoxicillin höjdes av glukos och minskades med polysackarider, ”Skriver laget.
Detta tyder på att kosten kan ge några fördelaktiga effekter som kan skydda tarmbakterier från de negativa effekterna av antibiotikaanvändning.
Enligt Belenky, fynden representerar ett steg mot att hjälpa människor att bättre tolerera antibiotikabehandling:
Läkare vet nu att varje antibiotikarecept har potential att leda till några mycket skadliga mikrobiomrelaterade hälsoutfall, men de har inte tillförlitliga verktyg för att skydda detta kritiska samhälle samtidigt som de behandlar dödliga infektioner. ”
Dock, ”Nu när vi vet att kost är viktigt för bakteriell mottaglighet för antibiotika, vi kan ställa nya frågor om vilka näringsämnen som påverkar och se om vi kan förutsäga olika dieters påverkan, " han säger.
Belenky varnade för att studien bara tittade på gnagare och mycket återstår att lära om samspelet mellan värdkost, mikrobiometabolism och mottaglighet för antibiotika.
Belenky och team undersöker för närvarande hur olika typer av kostfibrer kan påverka hur mikrobiomet förändras efter antibiotikabehandling, liksom hur diabetes kan påverka mikrobiomens metaboliska miljö och sårbarhet för antibiotika.
Läckande tarm och mikrobiell dysbios kan bidra till cytokinstorm i allvarligt sjuka COVID-19-fall
Medelhavsdiet främjar ett hälsosamt åldrande med ett hälsosammare tarmmikrobiom
Lungmikrobiom förutspår allvarlighetsgraden av COVID-19
Alkohol skadar mikrobiom i munnen
Forskare utvecklar 3D -tryckt piller som provar bakterier som finns i tarmen
Växtbaserad kost kan läka din reumatoid artrit
Detaljerad karta över mikrobiom för mänsklig tunga
En ny studie publicerad i tidningen Cellrapporter i mars 2020 rapporterar användningen av avancerade och snabba spektrala bildtekniker för att utveckla en detaljerad karta över mikrobiella samhällen
Vad kan forntida avföring berätta om utvecklingen av människans tarmmikrobiom?
Forntida mikrobiotainformation representerar en viktig resurs för att studera bakteriell utveckling och utforska den biologiska spridningen av kroniska sjukdomar genom historien. Ett internationellt
Det vaginala mikrobiomet kan påverka effekten av HIV -förebyggande behandling
En ny studie utförd av Dr Nichole Klatt från University of Minnesota, och kollegor, har avslöjat att vaginala mikrobiella samhällen är kopplade till en ökad risk för HIV -förvärv och kan också påver