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Gli scienziati suggeriscono un nuovo approccio ad attenuare il danno collaterale dagli antibiotici

Gli antibiotici ci aiutano a trattare le infezioni batteriche ed a salvare ogni anno milioni di vite. Ma possono anche nuocere ai microbi utili che risiedono nel nostro intestino, indebolente una delle prime linee di difesa del nostro organismo contro gli agenti patogeni e compromettendo gli effetti benefici multipli il nostro microbiota ha per la nostra salubrità. Gli effetti secondari comuni di questo danno collaterale degli antibiotici sono problemi gastrointestinali ed infezioni difficile ricorrenti di Clostridioides. Egualmente comprendono i problemi sanitari a lungo termine, quale lo sviluppo delle malattie allergiche, metaboliche, immunologiche o infiammatorie.

I ricercatori dal gruppo di Typas a EMBL Heidelberg, il laboratorio di Maier al cluster di eccellenza “microbi gestenti per combattere le infezioni„ all'università di Tübingen e collaboratori hanno analizzato gli effetti di 144 antibiotici sui nostri microbi dell'intestino più comuni. Lo studio pubblicato nella natura del giornale migliora sostanzialmente la nostra comprensione degli effetti degli antibiotici sui microbi dell'intestino. Egualmente suggerisce un nuovo approccio ad attenuare gli effetti contrari della terapia degli antibiotici sul microbiome dell'intestino.

L'intestino umano harbors una comunità complessa delle specie microbiche differenti come pure di molti virus, citata collettivamente come il microbiome dell'intestino. Insieme, ci permettono di usare più efficientemente le sostanze nutrienti e di ostacolare i batteri patogeni dalla sistemazione nel nostro intestino. Tuttavia, quando trattiamo un'infezione batterica con gli antibiotici, c'è un rischio di danno del microbiome dell'intestino.

Molti antibiotici inibiscono la crescita di vari batteri patogeni. Questo vasto spettro di attività è utile quando tratta le infezioni, ma aumenta il rischio che i microbi nel nostro intestino sono mirati a pure.„

Lisa Maier, guida del gruppo di DFG Emmy Noether, università di Tübingen

Maier è un'allieva del laboratorio di Typas e di quello dei due autori principali dello studio.

Se i batteri sicuri dell'intestino sono danneggiati più di altri, la terapia degli antibiotici può piombo ad uno squilibrio in nostra composizione in microbiota, citata comunemente come dysbiosis. La diarrea è un effetto a breve termine comune, mentre i termini allergici quali asma o allergie alimentari e l'obesità sono conseguenze a lungo termine possibili. Il fatto che gli antibiotici sono egualmente attivi contro i microbi dell'intestino è stato conosciuto a lungo, ma i loro effetti sulla grande diversità dei microbi che portiamo dentro il nostro intestino ancora non eravamo stati studiati sistematicamente, principalmente dovuto le sfide tecniche.

“Finora, la nostra conoscenza degli effetti degli antibiotici differenti sui membri individuali delle nostre comunità microbiche dell'intestino è stata irregolare. Il nostro studio colma le lacune importanti nella nostra comprensione di cui il tipo di antibiotico pregiudica in che tipi di batteri ed in che modo,„ ha detto Nassos Typas, scienziato senior e guida del gruppo a EMBL Heidelberg.

Edilizia su uno studio precedente dai gruppi del Typas, del Bork, del Patil e dello Zeller di EMBL, gli scienziati osservati come ciascuno dei 144 antibiotici ha pregiudicato la crescita e la sopravvivenza di fino a 27 ceppi batterici che abitano comunemente nelle nostre budella. I ricercatori hanno determinato le concentrazioni a cui un antibiotico dato avrebbe pregiudicato questi ceppi batterici per più di 800 combinazioni di antibiotico-sforzo, amplianti i gruppi di dati attuali sugli spettri antibiotici in specie batteriche dell'intestino da 75%.

D'importanza, gli esperimenti hanno rivelato che le tetracicline ed i macrolidi - due famiglie comunemente usate degli antibiotici - non solo batteri fermati dalla crescita, ma egualmente piombo alla loro morte. Circa la metà dei carichi di rottura verificati dell'intestino non ha sopravvissuto al trattamento con questi tipi di antibiotici.

“Non abbiamo pensato vedere questo effetto con le tetracicline ed i macrolidi, poichè queste classi antibiotiche sono state considerate di avere soltanto effetti batteriostatici - che significa che fermano la crescita batterica, ma non uccide i batteri,„ ha detto Camille Goemans, un collega postdottorale nel gruppo di Typas che divide la prima condizione di scrittore con Maier. “I nostri esperimenti indicano che questo presupposto non è vero per circa la metà dei microbi che dell'intestino abbiamo studiato. La doxiciclina, l'eritromicina ed il azithromycin, tre antibiotici comunemente usati, hanno ucciso parecchie specie microbiche dell'intestino abbondante, mentre altri che inibissero appena.„

L'uccisione selettiva dei microbi specifici dalle tetracicline e dai macrolidi potrebbe piombo a questi microbi che sono persi involontariamente dal microbiota dell'intestino molto più velocemente dei microbi per cui la crescita è inibita soltanto, come gli autori indicati con le comunità microbiche sintetiche. Ciò potrebbe spiegare i forti spostamenti di microbiota che alcuni pazienti che sono trattati con questi antibiotici testimoniano.

C'è un modo di diminuzione del danno, comunque. “Abbiamo indicato prima che le droghe interagiscono diversamente attraverso le specie batteriche differenti. Quindi abbiamo esplorato se una seconda droga potrebbe mascherare gli effetti nocivi degli antibiotici sui microbi abbondanti dell'intestino, ma che permettiamo che gli antibiotici conservino la loro attività contro gli agenti patogeni. Ciò fornirebbe qualcosa come un antidoto, che avrebbe diminuito il danno collaterale degli antibiotici sui batteri dell'intestino,„ Typas spiegato.

Gli scienziati hanno combinato gli antibiotici l'eritromicina o doxiciclina con un insieme di quasi 1.200 prodotti farmaceutici, per identificare le droghe che avrebbero salvato due specie batteriche dell'intestino abbondante dall'antibiotico. Effettivamente, i ricercatori hanno identificato parecchie droghe dell'non antibiotico che potrebbero salvare questi microbi dell'intestino ed altra ha collegato le specie. D'importanza, la combinazione di antibiotico con una seconda droga protettiva non ha compromesso l'efficacia degli antibiotici contro i batteri patogeni.

Gli esperimenti di seguito hanno indicato che questo approccio può lavorare nel contesto di un microbiome naturale pure. Con l'aiuto dei collaboratori, gli scienziati hanno indicato che la combinazione di eritromicina con un antidoto ha attenuato la perdita di specie batteriche di determinato intestino abbondante dall'intestino del mouse. Similmente, i microbi umani protetti dell'intestino delle droghe dell'antidoto dall'eritromicina nelle comunità batteriche complesse sono derivato dai campioni di feci.

“Il nostro approccio che combina gli antibiotici con un antidoto protettivo potrebbe aprire le nuove opportunità per la diminuzione degli effetti secondari nocivi degli antibiotici sui nostri microbiomes dell'intestino,„ Maier conclusivo. “Non ci sarà nessun antidoto proteggere tutti i batteri nel nostro intestino - particolarmente poiché quelli differiscono così tanto attraverso le persone. Ma questo concetto apre la porta per sviluppare le nuove strategie personali per tenere i nostri microbi dell'intestino sani.„

Ulteriore ricerca sarà necessaria identificare le combinazioni, il dosaggio e le formulazioni ottimali per gli antidoti ed escludere gli effetti a lungo termine potenziali sul microbiome dell'intestino. In futuro, il nuovo approccio può contribuire a tenere il nostro microbiome dell'intestino sano ed a diminuire gli effetti secondari degli antibiotici in pazienti, senza compromettere il risparmio di temi dei nostri antibiotici come salvavite.

Lo studio era uno sforzo di collaborazione, facente partecipare i ricercatori dai gruppi del Typas, del Bork, dello Zeller, dello Zimmermann e del Patil di EMBL come pure dai colleghi all'università di Tübingen, di Ludwig-Maximilians-Universität München e del centro massimo di Delbrück per medicina molecolare a Berlino.

Gli antibiotici ci aiutano a trattare le infezioni batteriche ed a salvare ogni anno milioni di vite. Ma possono anche nuocere ai microbi utili che risiedono nel nostro intestino, indebolente una delle prime linee di difesa del nostro organismo contro gli agenti patogeni e compromettendo gli effetti benefici multipli il nostro microbiota ha per la nostra salubrità. Gli effetti secondari comuni di questo danno collaterale degli antibiotici sono problemi gastrointestinali ed infezioni difficile ricorrenti di Clostridioides. Egualmente comprendono i problemi sanitari a lungo termine, quale lo sviluppo delle malattie allergiche, metaboliche, immunologiche o infiammatorie.

I ricercatori dal gruppo di Typas a EMBL Heidelberg, il laboratorio di Maier al cluster di eccellenza “microbi gestenti per combattere le infezioni„ all'università di Tübingen e collaboratori hanno analizzato gli effetti di 144 antibiotici sui nostri microbi dell'intestino più comuni. Lo studio pubblicato nella natura del giornale migliora sostanzialmente la nostra comprensione degli effetti degli antibiotici sui microbi dell'intestino. Egualmente suggerisce un nuovo approccio ad attenuare gli effetti contrari della terapia degli antibiotici sul microbiome dell'intestino.

L'intestino umano harbors una comunità complessa delle specie microbiche differenti come pure di molti virus, citata collettivamente come il microbiome dell'intestino. Insieme, ci permettono di usare più efficientemente le sostanze nutrienti e di ostacolare i batteri patogeni dalla sistemazione nel nostro intestino. Tuttavia, quando trattiamo un'infezione batterica con gli antibiotici, c'è un rischio di danno del microbiome dell'intestino.

“Molti antibiotici inibiscono la crescita di vari batteri patogeni. Questo vasto spettro di attività è utile quando tratta le infezioni, ma aumenta il rischio che i microbi nel nostro intestino sono mirati a pure,„ Lisa spiegata Maier, guida del gruppo di DFG Emmy Noether all'università di Tübingen. Maier è un'allieva del laboratorio di Typas e di quello dei due autori principali dello studio.

Se i batteri sicuri dell'intestino sono danneggiati più di altri, la terapia degli antibiotici può piombo ad uno squilibrio in nostra composizione in microbiota, citata comunemente come dysbiosis. La diarrea è un effetto a breve termine comune, mentre i termini allergici quali asma o allergie alimentari e l'obesità sono conseguenze a lungo termine possibili. Il fatto che gli antibiotici sono egualmente attivi contro i microbi dell'intestino è stato conosciuto a lungo, ma i loro effetti sulla grande diversità dei microbi che portiamo dentro il nostro intestino ancora non eravamo stati studiati sistematicamente, principalmente dovuto le sfide tecniche.

“Finora, la nostra conoscenza degli effetti degli antibiotici differenti sui membri individuali delle nostre comunità microbiche dell'intestino è stata irregolare. Il nostro studio colma le lacune importanti nella nostra comprensione di cui il tipo di antibiotico pregiudica in che tipi di batteri ed in che modo,„ ha detto Nassos Typas, scienziato senior e guida del gruppo a EMBL Heidelberg.

Edilizia su uno studio precedente dai gruppi del Typas, del Bork, del Patil e dello Zeller di EMBL, gli scienziati osservati come ciascuno dei 144 antibiotici ha pregiudicato la crescita e la sopravvivenza di fino a 27 ceppi batterici che abitano comunemente nelle nostre budella. I ricercatori hanno determinato le concentrazioni a cui un antibiotico dato avrebbe pregiudicato questi ceppi batterici per più di 800 combinazioni di antibiotico-sforzo, amplianti i gruppi di dati attuali sugli spettri antibiotici in specie batteriche dell'intestino da 75%.

D'importanza, gli esperimenti hanno rivelato che le tetracicline ed i macrolidi - due famiglie comunemente usate degli antibiotici - non solo batteri fermati dalla crescita, ma egualmente piombo alla loro morte. Circa la metà dei carichi di rottura verificati dell'intestino non ha sopravvissuto al trattamento con questi tipi di antibiotici.

“Non abbiamo pensato vedere questo effetto con le tetracicline ed i macrolidi, poichè queste classi antibiotiche sono state considerate di avere soltanto effetti batteriostatici - che significa che fermano la crescita batterica, ma non uccide i batteri,„ ha detto Camille Goemans, un collega postdottorale nel gruppo di Typas che divide la prima condizione di scrittore con Maier. “I nostri esperimenti indicano che questo presupposto non è vero per circa la metà dei microbi che dell'intestino abbiamo studiato. La doxiciclina, l'eritromicina ed il azithromycin, tre antibiotici comunemente usati, hanno ucciso parecchie specie microbiche dell'intestino abbondante, mentre altri che inibissero appena.„

L'uccisione selettiva dei microbi specifici dalle tetracicline e dai macrolidi potrebbe piombo a questi microbi che sono persi involontariamente dal microbiota dell'intestino molto più velocemente dei microbi per cui la crescita è inibita soltanto, come gli autori indicati con le comunità microbiche sintetiche. Ciò potrebbe spiegare i forti spostamenti di microbiota che alcuni pazienti che sono trattati con questi antibiotici testimoniano.

C'è un modo di diminuzione del danno, comunque. “Abbiamo indicato prima che le droghe interagiscono diversamente attraverso le specie batteriche differenti. Quindi abbiamo esplorato se una seconda droga potrebbe mascherare gli effetti nocivi degli antibiotici sui microbi abbondanti dell'intestino, ma che permettiamo che gli antibiotici conservino la loro attività contro gli agenti patogeni. Ciò fornirebbe qualcosa come un antidoto, che avrebbe diminuito il danno collaterale degli antibiotici sui batteri dell'intestino,„ Typas spiegato.

Gli scienziati hanno combinato gli antibiotici l'eritromicina o doxiciclina con un insieme di quasi 1.200 prodotti farmaceutici, per identificare le droghe che avrebbero salvato due specie batteriche dell'intestino abbondante dall'antibiotico. Effettivamente, i ricercatori hanno identificato parecchie droghe dell'non antibiotico che potrebbero salvare questi microbi dell'intestino ed altra ha collegato le specie. D'importanza, la combinazione di antibiotico con una seconda droga protettiva non ha compromesso l'efficacia degli antibiotici contro i batteri patogeni.

Gli esperimenti di seguito hanno indicato che questo approccio può lavorare nel contesto di un microbiome naturale pure. Con l'aiuto dei collaboratori, gli scienziati hanno indicato che la combinazione di eritromicina con un antidoto ha attenuato la perdita di specie batteriche di determinato intestino abbondante dall'intestino del mouse. Similmente, i microbi umani protetti dell'intestino delle droghe dell'antidoto dall'eritromicina nelle comunità batteriche complesse sono derivato dai campioni di feci.

“Il nostro approccio che combina gli antibiotici con un antidoto protettivo potrebbe aprire le nuove opportunità per la diminuzione degli effetti secondari nocivi degli antibiotici sui nostri microbiomes dell'intestino,„ Maier conclusivo. “Non ci sarà nessun antidoto proteggere tutti i batteri nel nostro intestino - particolarmente poiché quelli differiscono così tanto attraverso le persone. Ma questo concetto apre la porta per sviluppare le nuove strategie personali per tenere i nostri microbi dell'intestino sani.„

Ulteriore ricerca sarà necessaria identificare le combinazioni, il dosaggio e le formulazioni ottimali per gli antidoti ed escludere gli effetti a lungo termine potenziali sul microbiome dell'intestino. In futuro, il nuovo approccio può contribuire a tenere il nostro microbiome dell'intestino sano ed a diminuire gli effetti secondari degli antibiotici in pazienti, senza compromettere il risparmio di temi dei nostri antibiotici come salvavite.

Lo studio era uno sforzo di collaborazione, facente partecipare i ricercatori dai gruppi del Typas, del Bork, dello Zeller, dello Zimmermann e del Patil di EMBL come pure dai colleghi all'università di Tübingen, di Ludwig-Maximilians-Universität München e del centro massimo di Delbrück per medicina molecolare a Berlino.

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.