Bacteriile intestinale pot schimba modul în care multe medicamente funcționează în organism

Pentru a prescrie cele mai bune medicamente, poate fi necesar să mergeți cu intestinul unui pacient – sau cel puțin, cu bacteriile care trăiesc acolo.

Rapoartele anecdotice au dezvăluit că unii microbi care locuiesc în intestine modifică chimic medicamentele orale, afectând cât de bine funcționează aceste medicamente (SN Online: 19.07.13). Dar amploarea acestei probleme a rămas neclară. Acum, un studiu amplu al acestor interacțiuni sugerează că bacteriile intestinale pot modifica multe medicamente și că structura genetică a microbiotei unui pacient poate prezice răspunsul persoanei respective la medicamente, au raportat cercetătorii online pe 3 iunie în Natură.

„A ști cum microbii intestinali … afectează un medicament este extrem de util”, spune Matthew Redinbo, un biochimist la Universitatea din Carolina de Nord din Chapel Hill, care nu este implicat în lucrare. Un atlas de efecte microbiene asupra medicamentelor orale ar putea ajuta companiile farmaceutice să dezvolte medicamente mai eficiente și să-i ajute pe medici să adapteze mai bine tratamentul pacientului.

Cercetătorii au testat capacitatea a 76 de tipuri de bacterii – selectate pentru a reprezenta diversitatea microbiană a intestinului uman – de a modifica structura moleculară a 271 de medicamente orale, de la hormoni la medicamente antivirale. Bacteriile au fost incubate cu substanțe nutritive și soluții de medicamente în eprubete timp de 12 ore. În acel timp, 176, sau aproximativ două treimi, din cele 271 de medicamente au fost modificate de cel puțin o tulpină bacteriană și fiecare tulpină a modificat 11 până la 95 de medicamente diferite.

„Este uriaș”, spune Nichole Klatt, un cercetător în microbiom la Universitatea din Miami, care nu este implicat în lucrare. Dar să știi ce microbi afectează ce medicamente nu este suficient. Studiile viitoare ar putea investiga exact modul în care bacteriile modifică chimic medicamentele și consecințele în interiorul corpului uman, spune ea.

Maria Zimmermann-Kogadeeva, biolog computațional la Universitatea Yale, și colegii ei au arătat că structura genetică colectivă a microbiotei intestinale a unui individ poate prezice modul în care persoana respectivă va răspunde la un medicament.

Echipa a dezvoltat mai întâi o tehnică pentru a identifica ce parte a ADN-ului unei bacterii îi dă capacitatea de a modifica un anumit medicament. Acest pas a implicat tăierea ADN-ului dintr-o bacterie de interes și inserarea de fragmente individuale în E coli celule. Monitorizarea care E coli a dezvoltat capacitatea de a modifica anumite medicamente expuse, fragmentele de ADN care se amestecau cu acele medicamente.

Apoi, într-o serie de experimente cu diferite medicamente, cercetătorii au monitorizat abilitățile de modificare a medicamentelor ale întregii populații microbiene în probe de fecale de la 28 de persoane. În fiecare experiment, toate comunitățile microbiene au fost expuse la același medicament. Ulterior, cercetătorii au căutat microbii din fiecare probă de scaun pentru fragmentele de ADN care modifică medicamentele identificate în E coli test, precum și bucăți de ADN de la alți microbi care erau cel puțin 50 la sută similare. Se crede că astfel de segmente similare de ADN au funcții similare.

Cantitatea acestor bucăți de ADN asemănătoare din fiecare probă de fecale a fost aliniată cu cât de mult a modificat populația microbiană un anumit medicament, a descoperit echipa. Acest lucru sugerează că testarea genetică a populației de bacterii din caca unui pacient ar putea evalua cât de probabil este ca microbiota acelei persoane să interfereze cu anumite medicamente.

O astfel de perspectivă îi poate ajuta pe clinicieni să aleagă medicamentele sau să decidă dacă să prescrie un tratament pentru a face bacteriile intestinale ale unei persoane mai susceptibile la un anumit medicament. „Nu te poți schimba pur și simplu [a patient’s] ficat pentru că cineva nu metabolizează bine un medicament”, spune coautorul studiului Michael Zimmermann, om de știință farmaceutic și biolog de sisteme la Yale. Dar antibioticele sau transplanturile fecale pot fi capabile să manipuleze strategic populația microbiană a unui pacient (SN Online: 5/18/18).

Pe de altă parte, capacitatea microbilor de a interfera cu modul în care organismul procesează medicamentele „poate fi de fapt benefică”, spune Zimmermann-Kogadeeva. Pe lângă proiectarea de pastile pentru a evita anumite reacții rele cu bacteriile, companiile farmaceutice ar putea dezvolta și medicamente care exploatează modificările microbiene pentru a îmbunătăți sau prelungi efectul unui medicament, spune ea.