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O estudo encontra a acumulação de drogas terapêuticas comuns pelas bactérias do intestino

As medicamentações comuns podem acumular nas bactérias do intestino, um estudo novo encontraram, alterando a função bacteriana e potencial reduzindo a eficácia da droga. Estas interacções - vistas para uma variedade de medicamentações, tais como a depressão, o diabetes, e as drogas da asma - poderiam ajudar pesquisadores a compreender melhor diferenças individuais na eficácia e nos efeitos secundários da droga, de acordo com o estudo publicado na natureza.

Sabe-se que as bactérias podem quimicamente alterar algumas drogas, um processo conhecido como a biotransformação. Este estudo, conduzido por pesquisadores da unidade da toxicologia (MRC) do Conselho de investigação médica na universidade de Cambridge e do laboratório de biologia molecular europeu (EMBL) em Alemanha, é o primeiro para mostrar que determinadas espécies de bactérias do intestino acumulam drogas humanas, alterando os tipos de bactérias e de sua actividade.

Isto poderia mudar a eficácia da droga ambos directamente, porque a acumulação poderia reduzir a disponibilidade da droga ao corpo, e indirectamente, porque a função e a composição bacterianas alteradas poderiam ser ligadas aos efeitos secundários.

O intestino humano contem naturalmente as comunidades das centenas de espécies diferentes de bactérias, que são importantes na saúde e na doença, chamadas o microbiome do intestino. A composição da espécie bacteriana varia significativamente entre povos e tem sido mostrada previamente para ser associada com uma vasta gama de circunstâncias que incluem a obesidade, a resposta imune, e a saúde mental.

Neste estudo, os pesquisadores cresceram 25 bactérias comuns do intestino e estudaram como interagiram com as 15 drogas que são tomadas oral. As drogas foram escolhidas representar uma escala dos tipos diferentes de drogas comuns, incluindo as medicamentações de antidepressivo, que são sabidas para afectar dissimilar indivíduos e para causar efeitos secundários tais como problemas do intestino e ganho de peso.

Os pesquisadores testaram como cada um das 15 drogas interagiu com as tensões bacterianas selecionadas - um total de 375 testes da bactéria-droga.

Encontraram que 70 interacções entre as bactérias e as drogas estudaram - de que 29 não tinham sido relatados previamente.

Quando uma pesquisa mais adiantada mostrar que as bactérias podem quimicamente alterar drogas, quando os cientistas estudaram estas interacções mais, encontraram que para 17 das 29 interacções novas, a droga acumulada dentro das bactérias sem ser alterada.

O Dr. Kiran Patil, da unidade da toxicologia de MRC na universidade de Cambridge, que co-conduziu o estudo, disse: “Era surpreendente que a maioria das interacções que novas nós vimos entre as bactérias e as drogas era as drogas que acumulam nas bactérias, porque até aqui a biotransformação era provavelmente a maneira principal que as bactérias afectam a disponibilidade das drogas.”

“Estas serão provavelmente diferenças muito pessoais entre indivíduos, segundo a composição de seu microbiota do intestino. Nós vimos diferenças mesmo entre tensões diferentes da mesma espécie de bactérias.”

Os exemplos das drogas que acumularam nas bactérias incluem o duloxetine do antidepressivo e o rosiglitazone anti-diabético. Para algumas drogas, tais como o montelukast (uma droga da asma) e o roflumilast (para a doença pulmonar obstrutiva crônica), ambas as mudanças aconteceram nas bactérias diferentes - foram acumuladas por alguma espécie de bactérias e alteradas por outro.

Igualmente encontraram que a bioacumulação das drogas altera o metabolismo das bactérias de acumulação. Por exemplo, o limite do duloxetine da droga de antidepressivo a diversas enzimas metabólicas dentro das bactérias e alteradas seus metabolitos segregados.

Os pesquisadores cresceram uma comunidade pequena de diversas espécies bacterianas junto e encontraram-na que o duloxetine do antidepressivo alterou dramàtica o balanço da espécie bacteriana. A droga alterou as moléculas produzidas pelas bactérias deacumulação, em que outras bactérias alimentam, assim que as bactérias de consumo cresceram muito mais e desequilibraram a composição da comunidade.

Os pesquisadores testaram os efeitos que usam mais elegans do C., um sem-fim do nemátodo de uso geral para estudar as bactérias do intestino. Estudaram o duloxetine, que tinha sido mostrado para acumular em determinadas bactérias mas não o outro. Nos sem-fins crescidos com a espécie de bactérias que tinham sido mostradas para acumular a droga, o comportamento dos sem-fins foi alterado após a exposição ao duloxetine, comparado com os sem-fins que foram crescidos com bactérias que não acumularam o duloxetine.

O Dr. Athanasios Typas, de EMBL, que co-conduziu o estudo, disse: “Somente agora os povos estão reconhecendo que as drogas e nosso microbiome se impactam com uma conseqüência crítica a nossa saúde.”

O Dr. Par Bork, de EMBL e de um co-chumbo do estudo, disse: “Isto chama para que nós comecem tratar o microbiome como um de nossos órgãos.”

Os passos seguintes para nós serão tomar para a frente esta pesquisa molecular básica e investigar como laço das bactérias do intestino de um indivíduo com as respostas individuais de deferimento às drogas tais como os antidepressivos - diferenças dentro se você responde, a dose da droga necessário, e efeitos secundários como o ganho de peso. Se nós podemos caracterizar como os povos respondem segundo a composição de seu microbiome, a seguir os tratamentos da droga poderiam ser particularizados.”

Dr. Kiran Patil, unidade da toxicologia de MRC, universidade de Cambridge

Os pesquisadores advertem que os resultados do estudo estão somente nas bactérias crescidas no laboratório e mais pesquisa é necessário compreender como a bioacumulação das medicamentações pelas bactérias do intestino manifesta dentro do corpo humano.

O estudo começado como um projecto colaborador em EMBL Heidelberg e foi concluído no grupo de Kiran Patil após seu movimento a Cambridge. Envolveu pesquisadores dos grupos do Typas, do Bork, do Zimmermann, do Hennig, do Schultz, e do Beck de EMBL e da equipe de Savitski, também da genómica, do Proteomics, e das facilidades do núcleo de Metabolomics em EMBL Heidelberg.

Este estudo foi financiado pelo horizonte 2020, MRC e EMBL da Comissão Européia.

O Dr. Megan Dowie, cabeça da medicina molecular e celular no MRC, disse: “Este estudo destaca a importância do microbiome na entrega, na eficácia e na segurança da droga. Há ainda muito que não é bom compreendido sobre o microbiome e é claro que um trabalho mais adicional precisa de ser feito para compreender os aspectos moleculars importantes envolvidos aqui, que poderiam conduzir a um impacto positivo na resposta de um indivíduo a uma escala de drogas de uso geral.”

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.