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Os cientistas sugerem uma aproximação nova a abrandar os danos colaterais dos antibióticos

Os antibióticos ajudam-nos a tratar infecções bacterianas e a salvar todos os anos milhões de vidas. Mas podem igualmente prejudicar os micróbios úteis que residem em nosso intestino, enfraquecendo uma das primeiras linhas do nosso corpo de defesa contra os micróbios patogénicos e comprometendo os efeitos benéficos múltiplos nosso microbiota tem para nossa saúde. Os efeitos secundários comuns destes danos colaterais dos antibióticos são problemas gastrintestinais e infecções difficile periódicas de Clostridioides. Igualmente incluem problemas de saúde a longo prazo, tais como a revelação de doenças alérgicas, metabólicas, imunológicas ou inflamatórios.

Os pesquisadores do grupo de Typas em EMBL Heidelberg, o laboratório de Maier no conjunto de excelência “micróbios de controlo para lutar infecções” na universidade de Tübingen, e colaboradores analisaram os efeitos de 144 antibióticos em nossos micróbios mais comuns do intestino. O estudo publicado na natureza do jornal melhora substancialmente nossa compreensão dos efeitos dos antibióticos em micróbios do intestino. Igualmente sugere uma aproximação nova a abrandar os efeitos adversos da terapia dos antibióticos no microbiome do intestino.

O intestino humano abriga uma comunidade intrincada da espécie microbiana diferente assim como dos muitos vírus, referida colectivamente como o microbiome do intestino. Junto, permitem-nos de usar mais eficientemente nutrientes e de impedir as bactérias patogénicos do estabelecimento em nosso intestino. Contudo, quando nós tratarmos uma infecção bacteriana com os antibióticos, há um risco de danificar o microbiome do intestino.

Muitos antibióticos inibem o crescimento das várias bactérias patogénicos. Este espectro largo da actividade é útil ao tratar infecções, mas aumenta o risco que os micróbios em nosso intestino estão visados também.”

Lisa Maier, líder do grupo de DFG Emmy Noether, universidade de Tübingen

Maier é um alumna do laboratório de Typas e de esse dos dois autores principais do estudo.

Se determinadas bactérias do intestino são prejudicadas mais do que outros, a terapia dos antibióticos pode conduzir a um desequilíbrio em nossa composição do microbiota, referida geralmente como o dysbiosis. A diarreia é um efeito a curto prazo comum, quando as condições alérgicas tais como alergias da asma ou de alimento e a obesidade forem conseqüências a longo prazo possíveis. O facto de que os antibióticos são igualmente activos contra micróbios do intestino tem sido sabido por muito tempo, mas seus efeitos na grande diversidade dos micróbios que nós levamos nosso intestino não tínhamos sido estudados dentro ainda sistematicamente, na maior parte devido aos desafios técnicos.

“Até agora, nosso conhecimento dos efeitos de antibióticos diferentes em membros individuais de nossas comunidades microbianas do intestino foi desigual. Nosso estudo enche diferenças principais em nossa compreensão de que o tipo de antibiótico afecta em que tipos de bactérias, e em que maneira,” disse Nassos Typas, cientista superior e líder do grupo em EMBL Heidelberg.

Construção em um estudo precedente dos grupos do Typas, do Bork, do Patil, e do Zeller de EMBL, cientistas observados como cada um dos 144 antibióticos afectou o crescimento e a sobrevivência de até 27 tensões bacterianas que habitam geralmente nossa entranhas. Os pesquisadores determinaram as concentrações em que um antibiótico dado afectaria estas tensões bacterianas para mais de 800 combinações da antibiótico-tensão, expandindo conjunto de dados existentes em espectros antibióticos em espécies bacterianas do intestino por 75%.

Importante, as experiências revelaram que os tetracyclines e os macrolido - duas famílias de uso geral dos antibióticos - não somente as bactérias paradas do crescimento, mas igualmente conduzem a sua morte. Aproximadamente a metade das tensões testadas do intestino não sobreviveu ao tratamento com estes tipos de antibióticos.

“Nós não esperamos ver este efeito com tetracyclines e macrolido, porque estas classes antibióticas foram consideradas ter somente efeitos bacteriostatic - que significa que para o crescimento bacteriano, mas não mata as bactérias,” disse Camilo Goemans, um companheiro pos-doctoral no grupo de Typas que compartilha da primeira autoria com o Maier. “Nossas experiências mostram que esta suposição não é verdadeira para aproximadamente a metade dos micróbios que do intestino nós estudamos. O Doxycycline, a eritromicina, e o azithromycin, três antibióticos de uso geral, mataram diversas espécies microbianas do intestino abundante, visto que outro que apenas inibiram.”

A matança selectiva de micróbios específicos por tetracyclines e por macrolido poderia conduzir a estes micróbios que estão sendo perdidos inadvertidamente do microbiota do intestino muito mais rapidamente do que os micróbios para que o crescimento é inibido somente, como os autores mostrados com as comunidades microbianas sintéticas. Isto poderia explicar as SHIFT fortes do microbiota que alguns pacientes que estão sendo tratados com estes antibióticos testemunham.

Há uma maneira de reduzir o dano, embora. “Nós temos mostrado antes que as drogas interagem diferentemente através da espécie bacteriana diferente. Nós exploramos conseqüentemente se uma segunda droga poderia mascarar os efeitos prejudiciais dos antibióticos em micróbios abundantes do intestino, mas permitimos que os antibióticos retenham sua actividade contra os micróbios patogénicos. Isto forneceria algo como um antídoto, que reduzisse os danos colaterais dos antibióticos nas bactérias do intestino,” Typas explicado.

Os cientistas combinaram a eritromicina ou o doxycycline dos antibióticos com um grupo de quase 1.200 fármacos, para identificar as drogas que salvar duas espécies bacterianas do intestino abundante do antibiótico. Certamente, os pesquisadores identificaram diversas drogas do não-antibiótico que poderiam salvar estes micróbios do intestino e outro relacionaram a espécie. Importante, a combinação de um antibiótico com uma segunda droga protectora não comprometeu a eficácia dos antibióticos contra as bactérias patogénicos.

As experiências da continuação indicaram que esta aproximação pode trabalhar no contexto de um microbiome natural também. Com ajuda dos colaboradores, os cientistas mostraram que a combinação de eritromicina com um antídoto abrandou a perda de espécie bacteriana de determinado intestino abundante do intestino do rato. Similarmente, as drogas do antídoto protegeram micróbios humanos do intestino da eritromicina nas comunidades bacterianas complexas derivadas das amostras de tamborete.

“Nossa aproximação que combina antibióticos com um antídoto protector poderia abrir oportunidades novas para reduzir os efeitos secundários prejudiciais dos antibióticos em nossos microbiomes do intestino,” Maier concluído. “Nenhum antídoto poderá proteger todas as bactérias em nosso intestino - especialmente desde que aqueles diferem tanto através dos indivíduos. Mas este conceito abre a porta para desenvolver estratégias personalizadas novas para manter nossos micróbios do intestino saudáveis.”

Uma pesquisa mais adicional será necessário identificar as combinações, a dose, e as formulações óptimas para antídotos, e excluir efeitos a longo prazo potenciais no microbiome do intestino. No futuro, a aproximação nova pode ajudar a manter nosso microbiome do intestino saudável e a reduzir os efeitos secundários dos antibióticos nos pacientes, sem comprometer a eficiência de nossos antibióticos como salvas-vidas.

O estudo era um esforço colaborador, envolvendo pesquisadores dos grupos do Typas, do Bork, do Zeller, do Zimmermann, e do Patil de EMBL, assim como dos colegas na universidade de Tübingen, de Ludwig-Maximilians-Universität München, e do centro máximo de Delbrück para a medicina molecular em Berlim.

Os antibióticos ajudam-nos a tratar infecções bacterianas e a salvar todos os anos milhões de vidas. Mas podem igualmente prejudicar os micróbios úteis que residem em nosso intestino, enfraquecendo uma das primeiras linhas do nosso corpo de defesa contra os micróbios patogénicos e comprometendo os efeitos benéficos múltiplos nosso microbiota tem para nossa saúde. Os efeitos secundários comuns destes danos colaterais dos antibióticos são problemas gastrintestinais e infecções difficile periódicas de Clostridioides. Igualmente incluem problemas de saúde a longo prazo, tais como a revelação de doenças alérgicas, metabólicas, imunológicas ou inflamatórios.

Os pesquisadores do grupo de Typas em EMBL Heidelberg, o laboratório de Maier no conjunto de excelência “micróbios de controlo para lutar infecções” na universidade de Tübingen, e colaboradores analisaram os efeitos de 144 antibióticos em nossos micróbios mais comuns do intestino. O estudo publicado na natureza do jornal melhora substancialmente nossa compreensão dos efeitos dos antibióticos em micróbios do intestino. Igualmente sugere uma aproximação nova a abrandar os efeitos adversos da terapia dos antibióticos no microbiome do intestino.

O intestino humano abriga uma comunidade intrincada da espécie microbiana diferente assim como dos muitos vírus, referida colectivamente como o microbiome do intestino. Junto, permitem-nos de usar mais eficientemente nutrientes e de impedir as bactérias patogénicos do estabelecimento em nosso intestino. Contudo, quando nós tratarmos uma infecção bacteriana com os antibióticos, há um risco de danificar o microbiome do intestino.

“Muitos antibióticos inibem o crescimento das várias bactérias patogénicos. Este espectro largo da actividade é útil ao tratar infecções, mas aumenta o risco que os micróbios em nosso intestino estão visados também,” Lisa explicada Maier, líder do grupo de DFG Emmy Noether na universidade de Tübingen. Maier é um alumna do laboratório de Typas e de esse dos dois autores principais do estudo.

Se determinadas bactérias do intestino são prejudicadas mais do que outros, a terapia dos antibióticos pode conduzir a um desequilíbrio em nossa composição do microbiota, referida geralmente como o dysbiosis. A diarreia é um efeito a curto prazo comum, quando as condições alérgicas tais como alergias da asma ou de alimento e a obesidade forem conseqüências a longo prazo possíveis. O facto de que os antibióticos são igualmente activos contra micróbios do intestino tem sido sabido por muito tempo, mas seus efeitos na grande diversidade dos micróbios que nós levamos nosso intestino não tínhamos sido estudados dentro ainda sistematicamente, na maior parte devido aos desafios técnicos.

“Até agora, nosso conhecimento dos efeitos de antibióticos diferentes em membros individuais de nossas comunidades microbianas do intestino foi desigual. Nosso estudo enche diferenças principais em nossa compreensão de que o tipo de antibiótico afecta em que tipos de bactérias, e em que maneira,” disse Nassos Typas, cientista superior e líder do grupo em EMBL Heidelberg.

Construção em um estudo precedente dos grupos do Typas, do Bork, do Patil, e do Zeller de EMBL, cientistas observados como cada um dos 144 antibióticos afectou o crescimento e a sobrevivência de até 27 tensões bacterianas que habitam geralmente nossa entranhas. Os pesquisadores determinaram as concentrações em que um antibiótico dado afectaria estas tensões bacterianas para mais de 800 combinações da antibiótico-tensão, expandindo conjunto de dados existentes em espectros antibióticos em espécies bacterianas do intestino por 75%.

Importante, as experiências revelaram que os tetracyclines e os macrolido - duas famílias de uso geral dos antibióticos - não somente as bactérias paradas do crescimento, mas igualmente conduzem a sua morte. Aproximadamente a metade das tensões testadas do intestino não sobreviveu ao tratamento com estes tipos de antibióticos.

“Nós não esperamos ver este efeito com tetracyclines e macrolido, porque estas classes antibióticas foram consideradas ter somente efeitos bacteriostatic - que significa que para o crescimento bacteriano, mas não mata as bactérias,” disse Camilo Goemans, um companheiro pos-doctoral no grupo de Typas que compartilha da primeira autoria com o Maier. “Nossas experiências mostram que esta suposição não é verdadeira para aproximadamente a metade dos micróbios que do intestino nós estudamos. O Doxycycline, a eritromicina, e o azithromycin, três antibióticos de uso geral, mataram diversas espécies microbianas do intestino abundante, visto que outro que apenas inibiram.”

A matança selectiva de micróbios específicos por tetracyclines e por macrolido poderia conduzir a estes micróbios que estão sendo perdidos inadvertidamente do microbiota do intestino muito mais rapidamente do que os micróbios para que o crescimento é inibido somente, como os autores mostrados com as comunidades microbianas sintéticas. Isto poderia explicar as SHIFT fortes do microbiota que alguns pacientes que estão sendo tratados com estes antibióticos testemunham.

Há uma maneira de reduzir o dano, embora. “Nós temos mostrado antes que as drogas interagem diferentemente através da espécie bacteriana diferente. Nós exploramos conseqüentemente se uma segunda droga poderia mascarar os efeitos prejudiciais dos antibióticos em micróbios abundantes do intestino, mas permitimos que os antibióticos retenham sua actividade contra os micróbios patogénicos. Isto forneceria algo como um antídoto, que reduzisse os danos colaterais dos antibióticos nas bactérias do intestino,” Typas explicado.

Os cientistas combinaram a eritromicina ou o doxycycline dos antibióticos com um grupo de quase 1.200 fármacos, para identificar as drogas que salvar duas espécies bacterianas do intestino abundante do antibiótico. Certamente, os pesquisadores identificaram diversas drogas do não-antibiótico que poderiam salvar estes micróbios do intestino e outro relacionaram a espécie. Importante, a combinação de um antibiótico com uma segunda droga protectora não comprometeu a eficácia dos antibióticos contra as bactérias patogénicos.

As experiências da continuação indicaram que esta aproximação pode trabalhar no contexto de um microbiome natural também. Com ajuda dos colaboradores, os cientistas mostraram que a combinação de eritromicina com um antídoto abrandou a perda de espécie bacteriana de determinado intestino abundante do intestino do rato. Similarmente, as drogas do antídoto protegeram micróbios humanos do intestino da eritromicina nas comunidades bacterianas complexas derivadas das amostras de tamborete.

“Nossa aproximação que combina antibióticos com um antídoto protector poderia abrir oportunidades novas para reduzir os efeitos secundários prejudiciais dos antibióticos em nossos microbiomes do intestino,” Maier concluído. “Nenhum antídoto poderá proteger todas as bactérias em nosso intestino - especialmente desde que aqueles diferem tanto através dos indivíduos. Mas este conceito abre a porta para desenvolver estratégias personalizadas novas para manter nossos micróbios do intestino saudáveis.”

Uma pesquisa mais adicional será necessário identificar as combinações, a dose, e as formulações óptimas para antídotos, e excluir efeitos a longo prazo potenciais no microbiome do intestino. No futuro, a aproximação nova pode ajudar a manter nosso microbiome do intestino saudável e a reduzir os efeitos secundários dos antibióticos nos pacientes, sem comprometer a eficiência de nossos antibióticos como salvas-vidas.

O estudo era um esforço colaborador, envolvendo pesquisadores dos grupos do Typas, do Bork, do Zeller, do Zimmermann, e do Patil de EMBL, assim como dos colegas na universidade de Tübingen, de Ludwig-Maximilians-Universität München, e do centro máximo de Delbrück para a medicina molecular em Berlim.

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.