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El estudio encuentra la acumulación de drogas terapéuticas comunes por las bacterias de la tripa

Las medicaciones comunes pueden acumular en bacterias de la tripa, un nuevo estudio han encontrado, alterando la función bacteriana y potencialmente reduciendo la eficacia de la droga. Estas acciones recíprocas - vistas para una variedad de medicaciones, tales como depresión, diabetes, y drogas del asma - podrían ayudar a investigadores a entender mejor diferencias individuales en eficacia y efectos secundarios de la droga, según el estudio publicado en naturaleza.

Se sabe que las bacterias pueden químicamente modificar algunas drogas, un proceso conocido como biotransformación. Este estudio, llevado por los investigadores de la unidad médica (MRC) de la toxicología del Consejo de Investigación en la universidad de Cambridge y del laboratorio de biología molecular europeo (EMBL) en Alemania, es el primer para mostrar que ciertas especies de bacterias de la tripa acumulan las drogas humanas, alterando los tipos de bacterias y de su actividad.

Esto podría cambiar la eficacia de la droga ambas directamente, pues la acumulación podría reducir la disponibilidad de la droga a la carrocería, e indirectamente, pues la función y la composición bacterianas alteradas se podrían conectar a los efectos secundarios.

La tripa humana contiene naturalmente a comunidades de centenares de diversas especies de bacterias, que son importantes en salud y enfermedad, llamadas el microbiome de la tripa. La composición de la especie bacteriana varía importante entre la gente y se ha mostrado previamente para ser asociada a una amplia gama de condiciones incluyendo obesidad, inmunorespuesta, y salud mental.

En este estudio, los investigadores crecieron 25 bacterias comunes de la tripa y estudiaron cómo obraron recíprocamente con 15 drogas que se toman oral. Las drogas fueron elegidas para representar un alcance de diversos tipos de medicamentos comunes, incluyendo las medicaciones de antidepresivo, que se saben para afectar a individuos disímil y para causar efectos secundarios tales como problemas de la tripa y avance de peso.

Los investigadores probaron cómo cada uno de las 15 drogas obró recíprocamente con las deformaciones bacterianas seleccionadas - un total de pruebas de 375 bacteria-drogas.

Encontraron que 70 acciones recíprocas entre las bacterias y las drogas estudiaron - cuyo 29 no habían sido denunciados previamente.

Mientras que la investigación anterior ha mostrado que las bacterias pueden químicamente modificar las drogas, cuando los científicos estudiaron estas acciones recíprocas más lejos, encontraron que para 17 de las 29 nuevas acciones recíprocas, la droga acumulada dentro de las bacterias sin la modificación.

El Dr. Kiran Patil, de la unidad de la toxicología de MRC en la universidad de Cambridge, que co-llevó el estudio, dijo: “Era asombrosamente que la mayoría de las nuevas acciones recíprocas que vimos entre las bacterias y las drogas era las drogas que acumulaban en las bacterias, porque la biotransformación era hasta ahora probablemente la manera principal que las bacterias afectan a la disponibilidad de drogas.”

“Éstas serán probablemente diferencias muy personales entre los individuos, dependiendo de la composición de su microbiota de la tripa. Vimos diferencias incluso entre diversas deformaciones de la misma especie de bacterias.”

Los ejemplos de las drogas que acumularon en bacterias incluyen duloxetine del antidepresivo y rosiglitazone antidiabético. Para algunas drogas, tales como montelukast (una droga del asma) y roflumilast (para la enfermedad pulmonar obstructiva crónica), ambos cambios suceso en diversas bacterias - fueron acumulados por una cierta especie de bacterias y modificados por otros.

También encontraron que la bioacumulación de drogas altera el metabolismo de las bacterias de acumulación. Por ejemplo, el salto del duloxetine de la droga de antidepresivo a varias enzimas metabólicas dentro de las bacterias y alteradas sus metabilitos secretados.

Los investigadores crecieron a una pequeña comunidad de varias especies bacterianas juntos y encontraron que el duloxetine del antidepresivo alteró dramáticamente el equilibrio de la especie bacteriana. La droga alteró las moléculas producidas por las bacterias de droga-acumulación, en las cuales otras bacterias introducen, así que las bacterias consumidoras crecieron mucho más y desequilibraron la composición de la comunidad.

Los investigadores probaron los efectos que usaban más lejos los elegans de la C., un tornillo sin fin del nematodo de uso general para estudiar bacterias de la tripa. Estudiaron el duloxetine, que había sido mostrado para acumular en ciertas bacterias pero no otros. En los tornillos sin fin crecidos con la especie de bacterias que habían sido mostradas para acumular la droga, el comportamiento de los tornillos sin fin fue alterado después de ser expuesto al duloxetine, comparado con los tornillos sin fin que fueron crecidos con las bacterias que no acumularon duloxetine.

El Dr. Athanasios Typas, de EMBL, que co-llevó el estudio, dijo: “Solamente ahora la gente está reconociendo que las drogas y nuestro microbiome se afectan con una consecuencia crítica a nuestra salud.”

El Dr. Peer Bork, de EMBL y de un co-guía del estudio, dijo: “Esto pide nosotros para comenzar a tratar el microbiome como uno de nuestros órganos.”

Los pasos siguientes para nosotros serán tomar adelante esta investigación molecular básica e investigar cómo el amarre de las bacterias de la tripa de un individuo con las reacciones que difieren a las drogas individuales tales como antidepresivos - diferencias hacia adentro si usted responde, la dosis de la droga necesitaron, y los efectos secundarios como avance de peso. Si podemos caracterizar cómo la gente responde dependiendo de la composición de su microbiome, después los tratamientos de la droga se podrían individualizar.”

El Dr. Kiran Patil, unidad de la toxicología de MRC, universidad de Cambridge

Los investigadores advierten que las conclusión del estudio están solamente en las bacterias crecidas en el laboratorio y más investigación es necesaria entender cómo la bioacumulación de medicaciones por las bacterias de la tripa manifiesta dentro del cuerpo humano.

El estudio comenzado como proyecto colaborativo en EMBL Heidelberg y fue concluido en el grupo de Kiran Patil después de su movimiento a Cambridge. Implicó a investigadores de los grupos de Typas, de Bork, de Zimmermann, de Hennig, de Schultz, y de Beck de EMBL y de las personas de Savitski, también de la genómica, del Proteomics, y de las instalaciones de la base de Metabolomics en EMBL Heidelberg.

Este estudio fue financiado por el horizonte 2020, MRC y EMBL de la Comisión Europea.

El Dr. Megan Dowie, jefe del remedio molecular y celular en el MRC, dijo: “Este estudio destaca la importancia del microbiome en lanzamiento, eficacia y seguro de la droga. Todavía hay mucho que no está bien entendido sobre el microbiome y está sin obstrucción que el trabajo adicional necesita ser hecho para entender los aspectos moleculares importantes implicados aquí, que podrían llevar a un impacto positivo en la reacción de un individuo a un alcance de drogas de uso general.”

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.