Ученые исследуют, как терапия антибиотиками широкого спектра действия влияет на взаимодействие кишечных бактерий.

Человеческий кишечник изобилует миллиардами полезных бактерий. Лечение с использованием антибиотиков часто уничтожает большинство из них. Будет ли и как впоследствии восстановлена ​​кишечная флора, исследовала группа исследователей, в которую входили ученые из MDC. Результаты опубликованы в научном журнале. Природная микробиология .

В пищеварительном тракте человека обитает множество крошечных организмов. В кишечнике примерно столько же бактерий, сколько людей, живущих на Земле. Эти микроорганизмы почти всегда служат благополучию своего хозяина. Они помогают переваривать пищу, производить витамины, и тренируйте иммунную систему. Кроме того, само их присутствие помогает остановить распространение болезнетворных микроорганизмов.

Но микромир кишечника, также известный как микробиом, чувствителен к сбоям. "Когда выброшено из равновесия, есть риск заражения, лишний вес, и диабет, а также воспалительные и неврологические заболевания, "говорит доктор София Форслунд, который в мае этого года перешел из Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) в Гейдельберге в Центр молекулярной медицины Макса Дельбрюка (MDC) в Берлине для изучения сложных взаимодействий между людьми и микробиомами.

Антибиотики оставляют постоянные следы в кишечнике

В исследовании, недавно опубликованном в Природная микробиология , Форслунд, вместе с коллегами из Дании, Германия, и Китай, исследовали, как антибиотикотерапия широкого спектра действия влияет на взаимодействие кишечных бактерий. «Мы смогли показать, что микробиом почти полностью восстановился через шесть месяцев после приема лекарства, - говорит шведский исследователь. Но только «почти»:«Некоторые чувствительные виды бактерий полностью исчезли, "говорит Форслунд.

В четырехдневном исследовании команда, возглавляемая исследователями MDC и двумя учеными из Копенгагенского университета, ввела коктейль из трех антибиотиков (меропенем, гентамицин, и ванкомицин) двенадцати здоровым молодым мужчинам, которые согласились участвовать. Эти препараты в основном используются, когда более распространенные антибиотики больше не действуют, из-за того, что бактерии уже стали к ним устойчивы.

Некоторые виды бактерий выжили после приема препарата.

Затем исследователи изучали микробиомы своих подопытных в течение шести месяцев. Посредством секвенирования ДНК - метода, используемого для определения структуры генетического материала - они определили, какие виды бактерий присутствуют в кишечнике мужчин, и какие гены присутствовали в бактериях. Команда также уделила особое внимание генам устойчивости, с помощью которых микробы защищаются от лекарств. «Наше исследование, вероятно, первое, в котором изучается влияние антибиотиков на активность бактериальных генов, "говорит Форслунд.

Впервые было показано, что кишечник не стал полностью стерильным, несмотря на введение трех сильнодействующих антибиотиков:сообщает исследователь. Среди оставшихся бактерий команда даже обнаружила некоторые ранее неизвестные виды, которые еще не были охарактеризованы. Другие микробы сжались и превратились в споры - форму жизни, в которой бактерии могут сохраняться в течение многих лет в опасных условиях, не теряя своих первоначальных свойств.

Изначально появлялось все больше и больше болезнетворных микроорганизмов.

Последующее заселение кишечника было постепенным. "Подобно тому, как лес медленно восстанавливается после пожара, - говорит Форслунд. Однако по мнению исследователя, бактерии с болезнетворными свойствами, такие как Enterococcus faecalis и Fusobacterium nucleatum, поначалу появлялся чаще. В то же время, команде удалось идентифицировать многие факторы вирулентности в микроорганизмах - структуры и метаболиты, которые более вредны для человека. "Это наблюдение объясняет, почему большинство антибиотиков вызывают желудочно-кишечные расстройства, "говорит Форслунд.

Со временем, тем не мение, кишечная флора снова нормализовалась. Плохие микробы все чаще заменяются хорошими бактериями, такими как бифидобактерии, продуцирующие молочную кислоту, которые играют важную роль в защите от болезнетворных микроорганизмов. Через шесть месяцев микробиом испытуемых был почти таким же, как и раньше. Тем не мение, отсутствовали более чем несколько из более ранних разновидностей бактерий. "Как и ожидалось, также увеличилось количество генов устойчивости у бактерий, "сообщает Forslund. Удивительно, но Дело не в том, что виды бактерий, которые появлялись быстрее всего после введения антибиотиков, также обладали наибольшим количеством генов устойчивости. «Этот генетический материал, скорее всего, будет играть долгосрочную роль в репопуляции кишечника, "- говорит исследователь.

Микробиом легких также будет исследован дополнительно.

"Учитывая очевидную необратимую утрату отдельных видов и увеличившееся количество генов устойчивости, исследование еще раз показывает, насколько важно осторожно назначать антибиотики, "Форслунд подчеркивает, добавив:«Также необходимо дополнительно изучить, как в будущем повысить уровень успеха в защите чувствительного микробиома от повреждений, вызванных антибиотиками».

Ученый планирует внести свой вклад в это исследование. Например, MDC в настоящее время проводит обсервационное исследование, с помощью которого Форслунд хочет выяснить, как более длительное лечение антибиотиками влияет на биоразнообразие кишечника - и увеличивает ли сокращение численности видов риск ожирения и метаболических заболеваний. Она также хотела бы выяснить, как часто кишечные бактерии обмениваются генами устойчивости во время приема антибиотиков. Исследование влияния этих препаратов на микробиом легких уже находится на стадии планирования.

• Один тип белка Chlamydia манипулирует человеческими клетками двумя разными способами
• Ограничение диеты может помочь предотвратить возрастное ухудшение целостности кишечника человека.