Študija ugotavlja kopičenje običajnih terapevtskih zdravil s črevesnimi bakterijami

Običajna zdravila se lahko kopičijo v črevesnih bakterijah, nova študija je pokazala, spremeni delovanje bakterij in potencialno zmanjša učinkovitost zdravila. Te interakcije - opažene pri različnih zdravilih, kot je depresija, sladkorna bolezen, in zdravila proti astmi-lahko bi raziskovalcem pomagali bolje razumeti individualne razlike v učinkovitosti zdravil in stranskih učinkih, glede na študijo, objavljeno leta Narava .

Znano je, da lahko bakterije kemično spremenijo nekatera zdravila, proces, znan kot biotransformacija. Ta študija, pod vodstvom raziskovalcev iz Toksikološke enote Sveta za medicinske raziskave (MRC) na Univerzi v Cambridgeu in Evropskega laboratorija za molekularno biologijo (EMBL) v Nemčiji, je prva, ki je pokazala, da nekatere vrste črevesnih bakterij kopičijo zdravila za ljudi, spreminjanje vrst bakterij in njihove aktivnosti.

To bi lahko neposredno spremenilo učinkovitost zdravila, ker bi kopičenje lahko zmanjšalo razpoložljivost zdravila v telesu, in posredno, ker je lahko spremenjena funkcija in sestava bakterij povezana s stranskimi učinki.

Človeško črevo naravno vsebuje skupnosti več sto različnih vrst bakterij, ki so pomembni za zdravje in bolezni, imenovan črevesni mikrobiom. Sestava bakterijskih vrst se med ljudmi zelo razlikuje in se je že pokazalo, da je povezana s številnimi stanji, vključno z debelostjo, imunski odziv, in duševno zdravje.

V tej študiji je raziskovalci so gojili 25 običajnih črevesnih bakterij in preučevali, kako so medsebojno delovali s 15 zdravili, ki se jemljejo peroralno. Zdravila so bila izbrana tako, da predstavljajo vrsto različnih vrst običajnih zdravil, vključno z antidepresivi, za katere je znano, da različno vplivajo na posameznike in povzročajo neželene učinke, kot so težave s črevesjem in povečanje telesne mase.

Raziskovalci so preizkusili, kako je vsako od 15 zdravil sodelovalo z izbranimi bakterijskimi sevi-skupaj 375 testov bakterijskih zdravil.

Ugotovili so 70 interakcij med bakterijami in preučenimi zdravili - od tega 29 prej niso poročali.

Medtem ko so prejšnje raziskave pokazale, da lahko bakterije kemično spremenijo zdravila, ko so znanstveniki te interakcije nadalje proučevali, ugotovili so, da je za 17 od 29 novih interakcij, zdravilo se je nabralo v bakterijah, ne da bi ga spremenili.

Dr. Kiran Patil, iz enote za toksikologijo MRC na Univerzi v Cambridgeu, ki je vodil študijo, je dejal:"Presenetljivo je bilo, da je večina novih interakcij, ki smo jih videli med bakterijami in zdravili, zdravila, ki so se kopičila v bakterijah, ker je doslej veljalo, da je biotransformacija glavni način, kako bakterije vplivajo na razpoložljivost zdravil. "

"To bodo verjetno zelo osebne razlike med posamezniki, odvisno od sestave njihove črevesne mikrobiote. Videli smo razlike tudi med različnimi sevi iste vrste bakterij. "

Primeri zdravil, ki se kopičijo v bakterijah, so antidepresiv duloksetin in rosiglitazon proti diabetiku. Za nekatera zdravila, kot so montelukast (zdravilo za astmo) in roflumilast (za kronično obstruktivno pljučno bolezen), obe spremembi sta se zgodili pri različnih bakterijah - nabrale so jih nekatere vrste bakterij, druge pa jih spremenile.

Ugotovili so tudi, da bioakumulacija zdravil spremeni presnovo akumuliranih bakterij. Na primer, antidepresivno zdravilo duloksetin se je vezalo na več presnovnih encimov v bakterijah in spremenilo njihove izločene presnovke.

Raziskovalci so skupaj zrasli v majhno skupnost več bakterijskih vrst in ugotovili, da je antidepresiv duloksetin dramatično spremenil ravnovesje bakterijskih vrst. Zdravilo je spremenilo molekule, ki jih proizvajajo bakterije, ki kopičijo zdravilo, s katerimi drugimi bakterijami se hranijo, zato so se bakterije, ki porabljajo, veliko bolj povečale in neuravnotežile sestavo skupnosti.

Raziskovalci so učinke nadalje testirali C. elegans , črv ogorčice, ki se običajno uporablja za preučevanje črevesnih bakterij. Študirali so duloksetin, za katere je bilo dokazano, da se kopičijo v določenih bakterijah, v drugih pa ne. Pri črvih, gojenih z vrstami bakterij, za katere je bilo dokazano, da kopičijo zdravilo, obnašanje črvov se je po izpostavitvi duloksetinu spremenilo, v primerjavi s črvi, ki so bili gojeni z bakterijami, ki niso nabirale duloksetina.

Dr. Athanasios Typas, iz EMBL, ki je vodil študijo, je dejal:"Šele zdaj se ljudje zavedajo, da zdravila in naš mikrobiom vplivajo drug na drugega s kritično posledico za naše zdravje."

Dr Peer Bork, iz EMBL in sovoditeljica študije, je dejal:"To nas poziva, da začnemo obravnavati mikrobiom kot enega od naših organov."

Naslednji koraki bodo za nas napredovanje te osnovne molekularne raziskave in raziskava, kako se črevesne bakterije posameznika povezujejo z različnimi individualnimi odzivi na zdravila, kot so antidepresivi - razlike v tem, ali se odzivate, potreben odmerek zdravila, in stranskih učinkov, kot je povečanje telesne mase. Če lahko opišemo, kako se ljudje odzivajo glede na sestavo njihovega mikrobioma, potem bi lahko zdravljenje z zdravili individualizirali. "

Dr. Kiran Patil, Enota za toksikologijo MRC, Univerza v Cambridgeu

Raziskovalci opozarjajo, da so ugotovitve študije samo na bakterijah, gojenih v laboratoriju, zato je potrebno več raziskav, da bi razumeli, kako se bioakumulacija zdravil s črevesnimi bakterijami kaže v človeškem telesu.

Študija se je začela kot projekt sodelovanja v EMBL Heidelberg in se je po selitvi v Cambridge zaključila v skupini Kirana Patila. Vključeval je raziskovalce iz podjetja EMBL's Typas, Bork, Zimmermann, Hennig, Schultz, in skupine Beck ter ekipa Savitskega, pa tudi genomika, Proteomika, in jedrski objekti za metabolomiko v EMBL Heidelberg.

To študijo je financirala Evropska komisija Obzorje 2020, MRC in EMBL.

Dr. Megan Dowie, Vodja molekularne in celične medicine na MRC, je dejal:"Ta študija poudarja pomen mikrobioma pri dostavi zdravil, učinkovitost in varnost. Še vedno je veliko stvari, ki niso dobro razumljene o mikrobiomu, in jasno je, da je treba opraviti nadaljnje delo, da bi razumeli pomembne molekularne vidike, ki so tukaj vključeni, kar bi lahko pozitivno vplivalo na odziv posameznika na vrsto pogosto uporabljenih zdravil. "

• Obnovitev koristnih črevesnih mikrobov za povečanje učinkovitosti imunoterapije proti raku
• Kolonoskopska retrofleksija je v praksi pogosto slabo izvedena,