Tarmbakterier kan redusere effektiviteten til vanlige medisiner

Tarmbakterier kan redusere effektiviteten til vanlige medisiner

En ny studie publisert i dagNaturlig kjemiFra forskere ved University of Pittsburgh og Yale University viser hvordan vanlige tarmbakterier kan metabolisere visse orale medisiner som retter seg mot cellulære reseptorer kalt GPCRS, noe som potensielt gjør disse viktige stoffene mindre effektive.

Legemidler som virker på GPCR-er, eller G-proteinkoblede reseptorer, inkluderer mer enn 400 legemidler godkjent av U.S. Food and Drug Administration (FDA) for å behandle mange vanlige medisinske tilstander som migrene, depresjon, diabetes type 2, prostatakreft og mer.

"Å forstå hvordan GPCR-målrettede legemidler interagerer med menneskelig tarmmikrobiota er avgjørende for å fremme persontilpassede medisininitiativer," sa førsteforfatter Qihao Wu, Ph.D., en assisterende professor ved Pitt School of Pharmacy, som startet dette prosjektet som postdoktor ved Yale. "Denne forskningen kan bidra til å åpne nye veier for legemiddeldesign og terapeutisk optimalisering for å sikre at behandlinger fungerer bedre og sikrere for hver enkelt."

Effektiviteten til et legemiddel varierer fra person til person, påvirket av alder, genetisk sammensetning, kosthold og andre faktorer. Nylig fant forskere at mikrober i tarmen også kan metabolisere oralt administrerte legemidler, bryte disse forbindelsene ned i forskjellige kjemiske strukturer og potensielt endre deres effektivitet.

For å lære mer om hvilke tarmbakterier som metaboliserer hvilke legemidler, har Wu og teamet ved Yale, inkludert laboratoriene til Jason Crawford, Ph.D., Noah Palm, Ph.D., og Andrew Goodman, Ph.D. De begynte med å bygge et syntetisk mikrobielt samfunn bestående av 30 vanlige stammer av bakterier som finnes i menneskets tarm. De tilsatte 127 GPCR-målrettede legemidler individuelt til rør som inneholdt bakteriene. De målte deretter om disse stoffene ble kjemisk transformert og i så fall hvilke forbindelser som ble produsert.

Eksperimentet viste at bakterieblandingen metaboliserte 30 av de 127 stoffene som ble testet, hvorav 12 ble sterkt metabolisert, noe som betyr at konsentrasjonene av det opprinnelige stoffet ble alvorlig utarmet fordi de ble omdannet til andre forbindelser.

Deretter undersøkte forskerne et sterkt metabolisert stoff kalt ilooperidon, som ofte brukes til å behandle schizofreni og bipolar I-lidelse. Spesielt en bakteriestammeMorganella morganii,Inaktivert iloperidon ved å transformere en rekke forskjellige forbindelser, både i laboratoriet og i mus.

Samlet sett tyder resultatene på at spesifikke tarmbakterier kan gjøre GPCR-målrettede legemidler mindre effektive ved å konvertere dem til andre forbindelser.

Men Wu advarte om at mer forskning er nødvendig for å forstå potensielle effekter på mennesker, og at pasienter ikke bør slutte å ta eller endre medisinene sine uten å konsultere leverandøren.

Selv om studien fokuserte på en undergruppe av GPCR-medisiner, sier WU at tilnærmingene kan brukes bredere på oralt administrerte kjemikalier.

En annen potensiell anvendelse av denne rørledningen er å studere interaksjonene mellom tarmbakterier og forbindelser i mat. For eksempel har vi identifisert noen få fytokjemiske krefter i mais som kan påvirke tarmbarrierefunksjonen. Bemerkelsesverdig nok observerte vi at tarmmikrobiomet potensielt kunne beskytte oss mot disse fytokjemiske matvarene ved å avgifte dem. "

Qihao Wu, Ph.D., assisterende professor, Pitt School of Pharmacy

WU-laboratoriets neste mål er å dechiffrere den metabolske veien som ligger til grunn for disse biotransformasjonene, som potensielt kan identifisere strategier for å forbedre terapeutisk effekt og forbedre mat- og legemiddelsikkerhet.

Ytterligere forfattere av studien var Deguang Song, Ph.D., Yanyu Zhao, Andrew Verdigaal, Ph.D., Tayah Turocy, Ph.D., og Brianna Duncan-Lowey, Ph.D., alle ved Yale University.

Denne forskningen ble først og fremst støttet av National Institute of General Medical Sciences (1RM1GM141649). Det ble også støttet av National Institutes of Health (DP2DK125119 og R01AT010014).

Kilder: