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Les scientifiques proposent une approche neuve à atténuer le dégât indirect des antibiotiques

Les antibiotiques nous aident à traiter des infections bactériennes et à sauver des millions de durées tous les ans. Mais ils peuvent également nuire aux microbes utiles demeurant dans notre intestin, affaiblissant une des premières lignes de défense de notre fuselage contre des agents pathogènes et compromettant les bienfaits multiples notre microbiota a pour notre santé. Les effets secondaires classiques de ce dégât indirect des antibiotiques sont des problèmes gastro-intestinaux et des infections difficile récurrentes de Clostridioides. Ils comprennent également des problèmes de santé à long terme, tels que le développement d'allergique, de métabolique, d'immunologique ou des maladies inflammatoires.

Les chercheurs du groupe de Typas à EMBL Heidelberg, le laboratoire de Maier au boîtier les microbes de réglage d'excellence « pour combattre les infections à l'université de Tübingen, et collaborateurs ont analysé les effets de 144 antibiotiques sur nos microbes d'intestin plus courants. L'étude publiée dans la nature de tourillon améliore considérablement notre compréhension des effets des antibiotiques sur des microbes d'intestin. Elle propose également une approche neuve à atténuer les effets inverses du traitement d'antibiotiques sur le microbiome d'intestin.

L'intestin humain héberge une communauté compliquée de substance microbienne différente ainsi que de beaucoup de virus, collectivement désignée sous le nom du microbiome d'intestin. Ensemble, ils nous permettent d'employer des éléments nutritifs plus efficacement et de gêner les bactéries pathogènes de l'arrangement dans notre intestin. Cependant, quand nous traitons une infection bactérienne avec des antibiotiques, il y a un risque d'endommager le microbiome d'intestin.

Beaucoup d'antibiotiques empêchent l'accroissement des bactéries pathogènes variées. Ce spectre grand d'activité est utile en traitant des infections, mais il augmente le risque que les microbes dans notre intestin sont aussi bien visés. »

Lisa Maier, chef de groupe de DFG Emmy Noether, université de Tübingen

Maier est un ancien élève du laboratoire de Typas et de celui des deux auteurs importants de l'étude.

Si certaines bactéries d'intestin sont nuies plus que d'autres, le traitement d'antibiotiques peut mener à un déséquilibre en notre composition de microbiota, couramment désignée sous le nom du dysbiosis. La diarrhée est un effet à court terme courant, alors que les états allergiques tels que l'asthme ou les allergies alimentaires et l'obésité sont des conséquences à long terme possibles. Le fait que les antibiotiques sont également en activité contre des microbes d'intestin a été connu pendant longtemps, mais leurs effets sur la grande diversité des microbes que nous transportons dedans notre intestin encore n'avions pas été étudiés systématiquement, en grande partie en raison des défis techniques.

« Jusqu'ici, notre connaissance des effets de différents antibiotiques sur différents membres de nos communautés microbiennes d'intestin a été inégale. Notre étude comble des lacunes importantes dans notre compréhension dont le type d'antibiotique affecte de qui des types de bactéries, et de quelle voie, » a indiqué Nassos Typas, scientifique supérieur et chef de groupe à EMBL Heidelberg.

Construction sur une étude précédente des groupes de Typas, de Bork, de Patil, et de Zeller de l'EMBL, les scientifiques observés comment chacun des 144 antibiotiques a affecté l'accroissement et la survie de jusqu'à 27 tensions bactériennes habitant couramment nos intestins. Les chercheurs ont déterminé les concentrations auxquelles un antibiotique donné affecterait ces tensions bactériennes pour plus de 800 combinaisons d'antibiotique-tension, augmentant des ensembles de données existants sur les spectres antibiotiques dans des substances bactériennes d'intestin de 75%.

D'une manière primordiale, les expériences ont indiqué que les tétracyclines et les macrolides - deux familles utilisées généralement d'antibiotiques - non seulement les bactéries arrêtées de l'élevage, mais mènent également à leur mort. Environ la moitié des tensions testées d'intestin n'a pas survécu la demande de règlement avec ces types d'antibiotiques.

« Nous n'avons pas compté voir cet effet avec des tétracyclines et les macrolides, car ces types antibiotiques ont été considérés comme avoirs seulement des effets bactériostatiques - qui signifie qu'ils arrêtent la croissance bactérienne, mais ne détruit pas des bactéries, » a dit Camille Goemans, un boursier post-doctoral dans le groupe de Typas qui partage la première profession d'auteur avec Maier. « Nos expériences prouvent que cela supposition ne vaut pas pour environ la moitié des microbes d'intestin que nous avons étudiés. La doxycycline, l'érythromycine, et l'azithromycine, trois antibiotiques utilisés généralement, ont détruit plusieurs substances microbiennes d'intestin abondant, alors que d'autres qu'ils ont juste empêchés. »

Le massacre sélecteur des microbes spécifiques par des tétracyclines et des macrolides pourrait mener à ces microbes étant par mégarde détruits à partir du microbiota d'intestin beaucoup plus rapidement que les microbes pour lesquels l'accroissement est seulement empêché, en tant qu'auteurs montrés avec les communautés microbiennes synthétiques. Ceci pourrait expliquer les commandes des vitesses intenses de microbiota dont quelques patients étant traités avec des ces antibiotiques sont témoin.

Il y a une voie de réduire les dégâts, cependant. « Nous avons prouvé avant que les médicaments agissent l'un sur l'autre différemment en travers de la substance bactérienne différente. Nous avons pour cette raison exploré si un deuxième médicament pourrait masquer les effets néfastes des antibiotiques sur les microbes abondants d'intestin, mais permettons à des antibiotiques de maintenir leur activité contre des agents pathogènes. Ceci fournirait quelque chose comme un antidote, qui réduirait le dégât indirect des antibiotiques sur des bactéries d'intestin, » Typas expliqué.

Les scientifiques ont combiné les antibiotiques érythromycine ou doxycycline avec un ensemble de presque 1.200 pharmaceutiques, pour recenser les médicaments qui sauvegarderaient deux substances bactériennes d'intestin abondant de l'antibiotique. En effet, les chercheurs ont recensé plusieurs médicaments de non-antibiotique qui pourraient sauver ces microbes d'intestin et autre a associé la substance. D'une manière primordiale, la combinaison d'un antibiotique avec du deuxième médicament protecteur n'a pas compromis l'efficacité des antibiotiques contre les bactéries pathogènes.

Les expériences complémentaires ont indiqué que cette approche peut fonctionner dans le cadre d'un microbiome naturel aussi bien. Avec l'aide des collaborateurs, les scientifiques ont prouvé que la combinaison de l'érythromycine avec de l'antidote a atténué la perte de substance bactérienne de certain intestin abondant de l'intestin de souris. De même, les médicaments d'antidote ont protégé les microbes humains d'intestin contre l'érythromycine dans les communautés bactériennes complexes dérivées des échantillons de selles.

« Notre approche qui combine des antibiotiques avec de l'antidote protecteur pourrait ouvrir des opportunités neuves pour réduire les effets secondaires nuisibles des antibiotiques sur nos microbiomes d'intestin, » Maier conclu. « Aucun antidote ne pourra protéger toutes les bactéries dans notre intestin - d'autant plus que ceux diffèrent tellement en travers des personnes. Mais ce concept ouvrent la trappe pour développer des stratégies personnalisées neuves pour maintenir nos microbes d'intestin sains. »

Davantage de recherche sera nécessaire pour recenser les combinaisons, le dosage, et les formulations optimaux pour des antidotes, et pour exclure des effets à long terme potentiels sur le microbiome d'intestin. À l'avenir, l'approche neuve peut aider à maintenir notre microbiome d'intestin sain et à réduire les effets secondaires des antibiotiques dans les patients, sans compromettre le rendement de nos antibiotiques comme sauveteurs.

L'étude était un effort de collaboration, faisant participer des chercheurs des groupes de Typas, de Bork, de Zeller, de Zimmermann, et de Patil de l'EMBL, ainsi que des collègues à l'université de Tübingen, de Ludwig-Maximilians-Universität München, et du centre maximum de Delbrück pour le médicament moléculaire à Berlin.

Les antibiotiques nous aident à traiter des infections bactériennes et à sauver des millions de durées tous les ans. Mais ils peuvent également nuire aux microbes utiles demeurant dans notre intestin, affaiblissant une des premières lignes de défense de notre fuselage contre des agents pathogènes et compromettant les bienfaits multiples notre microbiota a pour notre santé. Les effets secondaires classiques de ce dégât indirect des antibiotiques sont des problèmes gastro-intestinaux et des infections difficile récurrentes de Clostridioides. Ils comprennent également des problèmes de santé à long terme, tels que le développement d'allergique, de métabolique, d'immunologique ou des maladies inflammatoires.

Les chercheurs du groupe de Typas à EMBL Heidelberg, le laboratoire de Maier au boîtier les microbes de réglage d'excellence « pour combattre les infections à l'université de Tübingen, et collaborateurs ont analysé les effets de 144 antibiotiques sur nos microbes d'intestin plus courants. L'étude publiée dans la nature de tourillon améliore considérablement notre compréhension des effets des antibiotiques sur des microbes d'intestin. Elle propose également une approche neuve à atténuer les effets inverses du traitement d'antibiotiques sur le microbiome d'intestin.

L'intestin humain héberge une communauté compliquée de substance microbienne différente ainsi que de beaucoup de virus, collectivement désignée sous le nom du microbiome d'intestin. Ensemble, ils nous permettent d'employer des éléments nutritifs plus efficacement et de gêner les bactéries pathogènes de l'arrangement dans notre intestin. Cependant, quand nous traitons une infection bactérienne avec des antibiotiques, il y a un risque d'endommager le microbiome d'intestin.

« Beaucoup d'antibiotiques empêchent l'accroissement des bactéries pathogènes variées. Ce spectre grand d'activité est utile en traitant des infections, mais il augmente le risque que les microbes dans notre intestin sont aussi bien visés, » Lisa expliquée Maier, chef de groupe de DFG Emmy Noether à l'université de Tübingen. Maier est un ancien élève du laboratoire de Typas et de celui des deux auteurs importants de l'étude.

Si certaines bactéries d'intestin sont nuies plus que d'autres, le traitement d'antibiotiques peut mener à un déséquilibre en notre composition de microbiota, couramment désignée sous le nom du dysbiosis. La diarrhée est un effet à court terme courant, alors que les états allergiques tels que l'asthme ou les allergies alimentaires et l'obésité sont des conséquences à long terme possibles. Le fait que les antibiotiques sont également en activité contre des microbes d'intestin a été connu pendant longtemps, mais leurs effets sur la grande diversité des microbes que nous transportons dedans notre intestin encore n'avions pas été étudiés systématiquement, en grande partie en raison des défis techniques.

« Jusqu'ici, notre connaissance des effets de différents antibiotiques sur différents membres de nos communautés microbiennes d'intestin a été inégale. Notre étude comble des lacunes importantes dans notre compréhension dont le type d'antibiotique affecte de qui des types de bactéries, et de quelle voie, » a indiqué Nassos Typas, scientifique supérieur et chef de groupe à EMBL Heidelberg.

Construction sur une étude précédente des groupes de Typas, de Bork, de Patil, et de Zeller de l'EMBL, les scientifiques observés comment chacun des 144 antibiotiques a affecté l'accroissement et la survie de jusqu'à 27 tensions bactériennes habitant couramment nos intestins. Les chercheurs ont déterminé les concentrations auxquelles un antibiotique donné affecterait ces tensions bactériennes pour plus de 800 combinaisons d'antibiotique-tension, augmentant des ensembles de données existants sur les spectres antibiotiques dans des substances bactériennes d'intestin de 75%.

D'une manière primordiale, les expériences ont indiqué que les tétracyclines et les macrolides - deux familles utilisées généralement d'antibiotiques - non seulement les bactéries arrêtées de l'élevage, mais mènent également à leur mort. Environ la moitié des tensions testées d'intestin n'a pas survécu la demande de règlement avec ces types d'antibiotiques.

« Nous n'avons pas compté voir cet effet avec des tétracyclines et les macrolides, car ces types antibiotiques ont été considérés comme avoirs seulement des effets bactériostatiques - qui signifie qu'ils arrêtent la croissance bactérienne, mais ne détruit pas des bactéries, » a dit Camille Goemans, un boursier post-doctoral dans le groupe de Typas qui partage la première profession d'auteur avec Maier. « Nos expériences prouvent que cela supposition ne vaut pas pour environ la moitié des microbes d'intestin que nous avons étudiés. La doxycycline, l'érythromycine, et l'azithromycine, trois antibiotiques utilisés généralement, ont détruit plusieurs substances microbiennes d'intestin abondant, alors que d'autres qu'ils ont juste empêchés. »

Le massacre sélecteur des microbes spécifiques par des tétracyclines et des macrolides pourrait mener à ces microbes étant par mégarde détruits à partir du microbiota d'intestin beaucoup plus rapidement que les microbes pour lesquels l'accroissement est seulement empêché, en tant qu'auteurs montrés avec les communautés microbiennes synthétiques. Ceci pourrait expliquer les commandes des vitesses intenses de microbiota dont quelques patients étant traités avec des ces antibiotiques sont témoin.

Il y a une voie de réduire les dégâts, cependant. « Nous avons prouvé avant que les médicaments agissent l'un sur l'autre différemment en travers de la substance bactérienne différente. Nous avons pour cette raison exploré si un deuxième médicament pourrait masquer les effets néfastes des antibiotiques sur les microbes abondants d'intestin, mais permettons à des antibiotiques de maintenir leur activité contre des agents pathogènes. Ceci fournirait quelque chose comme un antidote, qui réduirait le dégât indirect des antibiotiques sur des bactéries d'intestin, » Typas expliqué.

Les scientifiques ont combiné les antibiotiques érythromycine ou doxycycline avec un ensemble de presque 1.200 pharmaceutiques, pour recenser les médicaments qui sauvegarderaient deux substances bactériennes d'intestin abondant de l'antibiotique. En effet, les chercheurs ont recensé plusieurs médicaments de non-antibiotique qui pourraient sauver ces microbes d'intestin et autre a associé la substance. D'une manière primordiale, la combinaison d'un antibiotique avec du deuxième médicament protecteur n'a pas compromis l'efficacité des antibiotiques contre les bactéries pathogènes.

Les expériences complémentaires ont indiqué que cette approche peut fonctionner dans le cadre d'un microbiome naturel aussi bien. Avec l'aide des collaborateurs, les scientifiques ont prouvé que la combinaison de l'érythromycine avec de l'antidote a atténué la perte de substance bactérienne de certain intestin abondant de l'intestin de souris. De même, les médicaments d'antidote ont protégé les microbes humains d'intestin contre l'érythromycine dans les communautés bactériennes complexes dérivées des échantillons de selles.

« Notre approche qui combine des antibiotiques avec de l'antidote protecteur pourrait ouvrir des opportunités neuves pour réduire les effets secondaires nuisibles des antibiotiques sur nos microbiomes d'intestin, » Maier conclu. « Aucun antidote ne pourra protéger toutes les bactéries dans notre intestin - d'autant plus que ceux diffèrent tellement en travers des personnes. Mais ce concept ouvrent la trappe pour développer des stratégies personnalisées neuves pour maintenir nos microbes d'intestin sains. »

Davantage de recherche sera nécessaire pour recenser les combinaisons, le dosage, et les formulations optimaux pour des antidotes, et pour exclure des effets à long terme potentiels sur le microbiome d'intestin. À l'avenir, l'approche neuve peut aider à maintenir notre microbiome d'intestin sain et à réduire les effets secondaires des antibiotiques dans les patients, sans compromettre le rendement de nos antibiotiques comme sauveteurs.

L'étude était un effort de collaboration, faisant participer des chercheurs des groupes de Typas, de Bork, de Zeller, de Zimmermann, et de Patil de l'EMBL, ainsi que des collègues à l'université de Tübingen, de Ludwig-Maximilians-Universität München, et du centre maximum de Delbrück pour le médicament moléculaire à Berlin.

Source:
Journal reference:

Maier, L., et al. (2021) Unravelling the collateral damage of antibiotics on gut bacteria. Nature. doi.org/10.1038/s41586-021-03986-2.