Bakterie jelitowe mogą zmniejszać skuteczność powszechnie stosowanych leków

Bakterie jelitowe mogą zmniejszać skuteczność powszechnie stosowanych leków

Nowe badanie opublikowane dzisiajNaturalna chemiaWyniki badań naukowców z Uniwersytetu w Pittsburghu i Uniwersytetu Yale pokazują, jak powszechne bakterie jelitowe mogą metabolizować niektóre doustne leki działające na receptory komórkowe zwane GPCRS, potencjalnie zmniejszając skuteczność tych ważnych leków.

Do leków działających na GPCR, czyli receptory sprzężone z białkiem G, zalicza się ponad 400 leków zatwierdzonych przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA) do leczenia wielu powszechnych schorzeń, takich jak migreny, depresja, cukrzyca typu 2, rak prostaty i inne.

„Zrozumienie, w jaki sposób leki ukierunkowane na GPCR wchodzą w interakcję z mikroflorą jelitową człowieka, ma kluczowe znaczenie dla postępu inicjatyw w zakresie medycyny spersonalizowanej” – powiedział pierwszy autor dr Qihao Wu, adiunkt w Pitt School of Pharmacy, który rozpoczął ten projekt jako pracownik naukowy ze stopniem doktora w Yale. „To badanie może pomóc w otwarciu nowych możliwości projektowania leków i optymalizacji terapii, aby zapewnić lepsze i bezpieczniejsze leczenie u każdego pacjenta”.

Skuteczność leku różni się w zależności od osoby, na którą wpływa wiek, genetyka, dieta i inne czynniki. Niedawno naukowcy odkryli, że drobnoustroje w jelitach mogą również metabolizować leki podawane doustnie, rozkładając te związki na różne struktury chemiczne i potencjalnie zmieniając ich skuteczność.

Aby dowiedzieć się więcej o tym, które bakterie jelitowe metabolizują które leki, Wu i zespół z Yale, w tym laboratoria dr. Jasona Crawforda, dr. Noaha Palma i dr Andrew Goodmana. Zaczęli od zbudowania syntetycznej społeczności drobnoustrojów składającej się z 30 pospolitych szczepów bakterii występujących w ludzkich jelitach. Do probówek zawierających bakterie dodano indywidualnie 127 leków nakierowanych na GPCR. Następnie zmierzyli, czy leki te uległy przemianie chemicznej, a jeśli tak, jakie związki powstały.

Eksperyment wykazał, że mieszanina bakteryjna metabolizowała 30 ze 127 testowanych leków, z których 12 było silnie metabolizowanych, co oznacza, że ​​stężenie pierwotnego leku zostało poważnie uszczuplone, ponieważ zostały one przekształcone w inne związki.

Następnie naukowcy zbadali wysoce metabolizowany lek o nazwie ilooperydon, który jest często stosowany w leczeniu schizofrenii i choroby afektywnej dwubiegunowej typu I. W szczególności szczep bakteryjnyMorganella Morganii,Inaktywowany ilooperydon poprzez transformację szeregu różnych związków, zarówno w laboratorium, jak i na myszach.

Ogólnie wyniki sugerują, że określone bakterie jelitowe mogą zmniejszać skuteczność leków nakierowanych na GPCR poprzez przekształcanie ich w inne związki.

Wu przestrzegł jednak, że potrzebne są dalsze badania, aby zrozumieć potencjalny wpływ leku na ludzi i że pacjenci nie powinni przerywać przyjmowania ani zmieniać leków bez konsultacji ze swoim lekarzem.

Chociaż badanie skupiało się na podgrupie leków GPCR, WU twierdzi, że podejście to można zastosować szerzej w przypadku chemikaliów podawanych doustnie.

Innym potencjalnym zastosowaniem tego rurociągu jest badanie interakcji między bakteriami jelitowymi a związkami w żywności. Na przykład zidentyfikowaliśmy kilka sił fitochemicznych w kukurydzy, które mogą wpływać na funkcję bariery jelitowej. Co godne uwagi, zaobserwowaliśmy, że mikrobiom jelitowy może potencjalnie chronić nas przed fitochemiczną żywnością poprzez jej detoksykację. „

Doktor Qihao Wu, adiunkt w Pitt School of Pharmacy

Kolejnym celem laboratorium WU jest rozszyfrowanie szlaku metabolicznego leżącego u podstaw tych biotransformacji, co mogłoby potencjalnie zidentyfikować strategie poprawy skuteczności terapeutycznej oraz poprawy bezpieczeństwa żywności i leków.

Dodatkowymi autorami badania byli dr Deguang Song, dr Yanyu Zhao, dr Andrew Verdigaal, dr Tayah Turocy i dr Brianna Duncan-Lowey, wszyscy z Uniwersytetu Yale.

Badania te były wspierane głównie przez Narodowy Instytut Ogólnych Nauk Medycznych (1RM1GM141649). Projekt uzyskał także wsparcie ze strony Narodowych Instytutów Zdrowia (DP2DK125119 i R01AT010014).

Źródła: