Nowe badania prezentowane na Europejskim Kongresie Mikrobiologii Klinicznej i Chorób Zakaźnych 2023 (ECCMID) w tym tygodniu w Kopenhadze określają szereg różnych leków, które mogą pomóc w ochronie bakterii jelitowych przed uszkodzeniami ubocznymi często powodowanymi przez antybiotyki bez negatywnego wpływu na ich skuteczność .

Badanie, które zostało przeprowadzone przez zespół naukowców z Europejskiego Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL) pod kierunkiem dr Lisy Maier i dr Camille V. Goemans, dotyczyło wpływu 144 różnych antybiotyków na liczebność najpowszechniejszych bakterii jelitowych i zapewnił wgląd w to, jak można złagodzić szkodliwe działanie antybiotyków.

„Wiele antybiotyków hamuje wzrost różnych bakterii chorobotwórczych. To szerokie spektrum działania jest przydatne w leczeniu infekcji, ale zwiększa ryzyko, że celem ataku są również drobnoustroje w naszych jelitach” – powiedział Maier, który jest także liderem grupy na Uniwersytecie w Tybindze w Niemczech.

Ludzki mikrobiom jelitowy zawiera biliony mikroorganizmów, które pomagają regulować trawienie, współpracują z układem odpornościowym, aby odeprzeć szkodliwe bakterie i wirusy oraz dostarczają organizmowi metabolitów i składników odżywczych. Niestety wiadomo, że antybiotyki powodują uszkodzenia pożytecznych drobnoustrojów w mikrobiomie oprócz bakterii, które mają zabijać. Powoduje to brak równowagi we florze jelitowej, co może prowadzić do nawracających problemów żołądkowo-jelitowych Clostridioides difficile infekcje, a także długotrwałe problemy zdrowotne, takie jak otyłość, alergie, astma i inne choroby immunologiczne lub zapalne.

Chociaż efekty te były znane od jakiegoś czasu, niewiele jest informacji, które pokazują, które antybiotyki wpływają na jakie rodzaje bakterii w jelitach człowieka – głównie ze względu na wyzwania technologiczne – i czy te skutki można złagodzić.

„Do tej pory nasza wiedza na temat wpływu różnych antybiotyków na poszczególnych członków naszych społeczności drobnoustrojów jelitowych była niejednolita. Nasze badanie wypełnia poważne luki w naszym zrozumieniu, który rodzaj antybiotyku wpływa na jakie rodzaje bakterii iw jaki sposób” – powiedział dr Nassos Typas, starszy naukowiec i lider grupy w EMBL Heidelberg, którego laboratorium odegrało kluczową rolę w badaniach.

Aby rozpocząć rozwiązywanie tych pytań, zespół badawczy przeanalizował wzrost i przeżywalność 27 najpowszechniejszych gatunków bakterii występujących w ludzkich jelitach po leczeniu każdym ze 144 różnych antybiotyków. Zespół ocenił również minimalne stężenie hamujące (MIC) — minimalne stężenie antybiotyku wymagane do powstrzymania wzrostu bakterii — dla ponad 800 kombinacji antybiotyk-bakteria.

Badanie wykazało, że w większości przypadków większość bakterii jelitowych miała nieco wyższe wartości MIC niż bakterie chorobotwórcze, w związku z czym powszechnie stosowane stężenia antybiotyków nie miałyby na nie wpływu.

Jednak badanie wykazało, że dwie popularne klasy antybiotyków – tatracykliny i makrolidy – zatrzymywały wzrost zdrowych bakterii w znacznie niższych stężeniach niż te wymagane do zatrzymania wzrostu bakterii chorobotwórczych. Co więcej, lek zabił również ponad połowę innych testowanych bakterii, co może potencjalnie zmienić skład mikrobiomu jelitowego na długi czas.

„Nie spodziewaliśmy się takiego efektu w przypadku tetracyklin i makrolidów, ponieważ uważano, że te klasy antybiotyków mają jedynie działanie bakteriostatyczne – co oznacza, że ​​zatrzymują wzrost bakterii, ale ich nie zabijają” – powiedział Goemans, doktor habilitowany w grupa Typas. „Nasze eksperymenty pokazują, że to założenie nie jest prawdziwe w przypadku około połowy badanych przez nas drobnoustrojów jelitowych. Doksycyklina, erytromycyna i azytromycyna, trzy powszechnie stosowane antybiotyki, zabiły kilka powszechnie występujących gatunków drobnoustrojów jelitowych, podczas gdy inne po prostu zahamowały”.

Dzięki tym informacjom zespół zaczął szukać innych leków, które mogłyby pomóc w ochronie i zachowaniu tych gatunków drobnoustrojów. Połączyli antybiotyki erytromycynę (makrolid) i doksycyklinę (tetracyklina) z zestawem 1197 farmaceutyków, aby zidentyfikować odpowiednie leki, które chroniłyby dwa liczne gatunki bakterii jelitowych (Bacteriodes vulgatus I Bacteriodes uniformis) od antybiotyków.

Badacze odkryli, że kilka leków, takich jak antykoagulant dikumarol, lek na dnę benzbromaron oraz dwa leki przeciwzapalne, kwas tolfenamowy i diflunisal, zapewniały ochronę i nie zmniejszały skuteczności antybiotyków przeciwko bakteriom chorobotwórczym.

„Nasze podejście, które łączy antybiotyki z ochronnym antidotum, może otworzyć nowe możliwości ograniczenia szkodliwych skutków ubocznych antybiotyków na nasz mikrobiom jelitowy” – powiedział Maier. „Żadne pojedyncze antidotum nie będzie w stanie ochronić wszystkich bakterii w naszych jelitach – zwłaszcza, że ​​różnią się one tak bardzo u poszczególnych osób. Ale ta koncepcja otwiera drzwi do opracowania nowych, spersonalizowanych strategii, aby nasze mikroorganizmy jelitowe były zdrowe”.