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Lo studio trova la capitalizzazione delle droghe terapeutiche comuni dai batteri dell'intestino

I farmaci comuni possono accumularsi nei batteri dell'intestino, un nuovo studio ha trovato, alterando la funzione batterica e potenzialmente diminuendo l'efficacia della droga. Queste interazioni - vedute per vari farmaci, quali la depressione, il diabete e le droghe di asma - potrebbero aiutare i ricercatori a capire meglio le diverse differenze nell'efficacia e negli effetti collaterali della droga, secondo lo studio pubblicato in natura.

È conosciuto che i batteri possono chimicamente modificare alcune droghe, un trattamento conosciuto come la bioconversione. Questo studio, piombo dai ricercatori dall'unità di tossicologia (MRC) del Consiglio di ricerca medica all'università di Cambridge e del Laboratorio europeo di biologia molecolare (EMBL) in Germania, è il primo per indicare che determinate specie di batteri dell'intestino accumulano le droghe umane, alterando i tipi di batteri e di loro attività.

Ciò potrebbe cambiare direttamente, poichè la capitalizzazione potrebbe ridurre la disponibilità della droga all'organismo ed indirettamente l'efficacia della droga entrambe, poichè la funzione e la composizione batteriche alterate potrebbero essere collegate agli effetti collaterali.

L'intestino umano contiene naturalmente le comunità delle centinaia di specie differenti di batteri, che sono importanti nella salubrità e nella malattia, chiamate il microbiome dell'intestino. La composizione delle specie batteriche varia significativamente fra la gente e precedentemente è stata indicata per essere associata con una vasta gamma di termini compreso l'obesità, la risposta immunitaria e la salute mentale.

In questo studio, i ricercatori hanno coltivato 25 batteri comuni dell'intestino ed hanno studiato come hanno interagito con 15 droghe che sono catturate oralmente. Le droghe sono state scelte per rappresentare un intervallo dei tipi differenti di medicine comuni, compreso i farmaci antideprimenti, che sono conosciuti per pregiudicare dissimile le persone e per causare gli effetti secondari quali i problemi e l'obesità dell'intestino.

I ricercatori hanno provato come ciascuna delle 15 droghe ha interagito con i ceppi batterici selezionati - complessivamente prove di 375 batterio-droghe.

Hanno trovato che 70 interazioni fra i batteri e le droghe hanno studiato - di cui 29 precedentemente non erano stati riferiti.

Mentre la ricerca più iniziale ha indicato che i batteri possono chimicamente modificare le droghe, quando gli scienziati hanno studiato queste interazioni più ulteriormente, hanno trovato che per 17 delle 29 nuove interazioni, la droga accumulata all'interno dei batteri senza essere modificata.

Dott. Kiran Patil, dall'unità di tossicologia di MRC all'università di Cambridge, che guidato co lo studio, ha detto: “Era sorprendente che la maggior parte di nuove interazioni che abbiamo veduto fra i batteri e le droghe era le droghe che si accumulano nei batteri, perché finora la bioconversione era probabilmente il modo principale che i batteri pregiudicano la disponibilità delle droghe.„

“Queste probabilmente saranno differenze molto personali fra le persone, secondo la composizione del loro microbiota dell'intestino. Abbiamo veduto le differenze anche fra gli sforzi differenti delle stesse specie di batteri.„

Gli esempi delle droghe che si sono accumulate in batteri includono la duloxetina dell'antideprimente e la rosiglitazione antidiabetica. Per alcune droghe, quali montelukast (una droga di asma) e roflumilast (per la malattia polmonare ostruttiva cronica), entrambi i cambiamenti sono accaduto in batteri differenti - sono stati accumulati da alcune specie di batteri e sono stati modificati da altri.

Egualmente hanno trovato che la bioaccumulazione delle droghe altera il metabolismo dei batteri d'accumulazione. Per esempio, il limite di duloxetina della droga antideprimente a parecchi enzimi metabolici all'interno dei batteri ed alterati i loro metaboliti secernuti.

I ricercatori hanno coltivato insieme una piccola comunità di parecchie specie batteriche e che hanno trovato che la duloxetina dell'antideprimente ha alterato drammaticamente il bilanciamento delle specie batteriche. La droga ha alterato le molecole prodotte dai batteri d'accumulazione, che altri batteri si alimentano, in modo dai batteri di consumo hanno coltivato molto più e lo squilibrato la composizione nella comunità.

I ricercatori hanno verificato gli effetti più ulteriormente che usando i elegans del C., un verme del nematode comunemente usato per studiare i batteri dell'intestino. Hanno studiato la duloxetina, che era stata indicata per accumularsi in batteri sicuri ma non altre. In vermi sviluppati con le specie di batteri che erano stati indicati per accumulare la droga, il comportamento dei vermi è stato alterato dopo l'esposizione alla duloxetina, rispetto ai vermi che si sono sviluppati con i batteri che non hanno accumulato la duloxetina.

Dott. Athanasios Typas, da EMBL, che guidato co lo studio, ha detto: “Soltanto ora la gente sta riconoscendo che le droghe ed il nostro microbiome si urtano con una conseguenza critica alla nostra salubrità.„

Il Dott. il Peer Bork, da EMBL e da un co-cavo dello studio, ha detto: “Questo richiede noi per cominciare trattare il microbiome come uno dei nostri organi.„

I punti seguenti per noi saranno di portare in avanti questa ricerca molecolare di base e di studiare come legame dei batteri dell'intestino di una persona con le diverse risposte differenti alle droghe quali gli antideprimente - differenze dentro se rispondete, la dose di farmaco hanno avuto bisogno di ed effetti secondari come obesità. Se possiamo caratterizzare come la gente risponde secondo la composizione del loro microbiome, quindi i trattamenti della droga potrebbero essere individualizzati.„

Dott. Kiran Patil, unità di tossicologia di MRC, università di Cambridge

I ricercatori avvertono che i risultati di studio sono soltanto sui batteri sviluppati in laboratorio e la più ricerca è necessaria capire come la bioaccumulazione dei farmaci dai batteri dell'intestino si manifesta dentro il corpo umano.

Lo studio iniziato come progetto di collaborazione a EMBL Heidelberg ed è stato concluso nel gruppo di Kiran Patil dopo il suo movimento verso Cambridge. Ha fatto partecipare i ricercatori dai gruppi del Typas, del Bork, dello Zimmermann, del Hennig, dello Schultz e di Beck di EMBL e dal gruppo di Savitski, pure dalla genomica, dal Proteomics e dagli impianti di memoria di Metabolomics a EMBL Heidelberg.

Questo studio è stato costituito un fondo per dagli orizzonti 2020, MRC e EMBL della Commissione Europea.

Il Dott. Megan Dowie, testa di medicina molecolare e cellulare al MRC, ha detto: “Questo studio evidenzia l'importanza del microbiome nella consegna, nell'efficacia e nella sicurezza della droga. C'è ancora molto che non è buono capito circa il microbiome ed è chiaro che ulteriore lavoro deve essere fatto per capire gli aspetti molecolari importanti in questione qui, in grado di piombo ad un impatto positivo sulla risposta di una persona ad un intervallo delle droghe comunemente usate.„

Source:
Journal reference:

Klünemann, M., et al. (2021) Bioaccumulation of therapeutic drugs by human gut bacteria. Nature. doi.org/10.1038/s41586-021-03891-8.