Кишечник человека, содержит сообщества сотен различных видов бактерий, называемых кишечным микробиомом. Его состав, то есть видовое разнообразие и количественный состав кишечных бактерий, значительно различается у разных людей, что связано с широким спектром состояний, включая ожирение, иммунный ответ и психическое здоровье.
Но кишечные бактерии также могут накапливать лекарства, которые мы принимаем, например, от депрессии, диабета или астмы. Раньше ученые полагали, что бактерии способны изменять действие некоторых лекарств, модифицируя их. Но новое исследование, проведенное учеными из отдела токсикологии Совета медицинских исследований при Кембриджском университете и Европейской лаборатории молекулярной биологии в Германии, показало, что лекарства также способны накапливаться в кишечных бактериях, изменяя состав микробиома.[1]
В новом исследовании ученые вырастили 25 обычных кишечных бактерий и изучили, как они взаимодействуют с 15 лекарствами, которые принимаются перорально. Лекарства были выбраны из ряда различных типов обычных лекарств, в том числе антидепрессантов, которые, как известно, часто вызывают такие побочные эффекты, как проблемы с кишечником и увеличение веса.
Исследователи проверили, как каждый из 15 препаратов взаимодействует с выбранными штаммами бактерий, проведя в общей сложности 375 тестов на бактерии и лекарства.
Они обнаружили 70 взаимодействий между бактериями и препаратами, о 29 из которых ранее не сообщалось.
Более половины новых взаимодействий можно отнести к биоаккумуляции – процессу при котором бактерии, хранят лекарство внутриклеточно без его химического изменения. В остальных случаях бактерии модифицировали препараты.
Примеры препаратов, которые накапливаются в бактериях, включают антидепрессант дулоксетин и антидиабетический препарат розиглитазон. Для некоторых лекарств, таких как монтелукаст (лекарство от астмы) и рофлумиласт (для лечения хронической обструктивной болезни легких), оба процесса были зафиксированы у разных бактерий — они накапливали эти препараты, другие модифицировали их.
Ученые обнаружили, что хотя биоаккумуляция не изменяет сами лекарства, она меняет метаболизм бактерий. Например, дулоксетин заставляет бактерий изменять свои метаболиты. Исследователи вырастили сообщество из нескольких видов бактерий вместе и обнаружили, что этот препарат резко изменил его баланс. Накопившие его бактерии перестали продуцировать молекулы, которыми питались их привычные соседи, и их популяции резко уменьшилась.
Эти сложные взаимодействия между микробиомом и лекарствами, по мнению ученых, могут объяснить многие индивидуальные побочные реакции, возникающие при приеме тех или иных препаратов, и подчеркивают важность микробиома в доставке, эффективности и безопасности лекарств. Они могут изменить эффективность препарата как напрямую, поскольку накопление может снизить доступность препарата для организма, так и косвенно, поскольку изменение бактериального состава микробиома может быть связано с побочными эффектами.
Использованы фото Shutterstock/FOTODOM UKRAINE
- Bioaccumulation of therapeutic drugs by human gut bacteria, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-03891-8 , www.nature.com/articles/s41586-021-03891-8
