Combattere gli effetti collaterali causati dagli antibiotici 2021

Combattere gli effetti collaterali causati dagli antibiotici 2021

Combattere gli effetti collaterali causati dagli antibiotici 2021

I ricercatori dell’EMBL aprono la strada alla riduzione degli effetti collaterali negativi degli antibiotici sui batteri intestinali

Immagine di una comunità batterica.  Le pillole rappresentano un antibiotico che può essere usato per curare un'infezione e un altro farmaco che può proteggere molti batteri intestinali dagli antibiotici.

Combattere gli effetti collaterali causati dagli antibiotici 2021

Ricercatori e colleghi dell’EMBL hanno analizzato gli effetti di 144 antibiotici sui microbi intestinali più comuni. La loro ricerca migliora notevolmente la nostra comprensione degli effetti degli antibiotici. Propone inoltre un nuovo approccio per mitigare gli effetti negativi del trattamento antibiotico sul microbioma intestinale combinando gli antibiotici con un altro farmaco. Credito: Isabel Romero Calvo / EMBL

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Gli antibiotici ci aiutano a curare le infezioni batteriche e a salvare milioni di vite ogni anno. Ma possono anche danneggiare i microbi benefici che vivono nel nostro intestino, indebolendo una delle prime linee di difesa del nostro corpo contro i patogeni e compromettendo i numerosi effetti benefici del nostro microbiota sulla salute. Gli effetti collaterali comuni di questo effetto collaterale degli antibiotici includono problemi digestivi e recidiva Clostridioides difficile infezioni. Includono anche problemi di salute a lungo termine, come lo sviluppo di malattie allergiche, metaboliche, immunologiche o infiammatorie.

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I ricercatori del gruppo Typas dell’EMBL Heidelberg, il Laboratorio Maier del Centro di eccellenza “Controllo antimicrobico nel controllo delle infezioni” dell’Università di Tubinga e partner hanno analizzato gli effetti di 144 antibiotici sui microbi intestinali più comuni. Lo studio è stato pubblicato su una rivista Natura migliora notevolmente la nostra comprensione degli effetti degli antibiotici sui microbi intestinali. Propone inoltre un nuovo approccio per mitigare gli effetti negativi del trattamento antibiotico sul microbioma intestinale.

L’intestino umano ha una complessa comunità di diverse specie microbiche e molti virus, indicati collettivamente come microbioma intestinale. Insieme, consentono un uso più efficiente dei nutrienti e impediscono ai batteri patogeni di stabilirsi nel nostro intestino. Tuttavia, quando trattiamo un’infezione batterica con antibiotici, c’è il rischio di danneggiare il microbioma intestinale.

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“Molti antibiotici inibiscono la crescita di vari batteri patogeni. Questo ampio spettro di attività è utile nel trattamento delle infezioni, ma aumenta il rischio che vengano esposti anche i microbi nel nostro intestino “, ha spiegato Lisa Maier, direttore del gruppo DFG Emmy Noether presso l’Università di Tubinga. Maier è un alunno presso il Typas Laboratory e uno dei due principali autori.

Se alcuni batteri intestinali sono danneggiati più di altri, il trattamento antibiotico può portare a uno squilibrio del microbiota nella nostra composizione, comunemente indicato come disbiosi. La diarrea è un effetto comune a breve termine, mentre le malattie allergiche come l’asma o le allergie alimentari e l’obesità sono possibili conseguenze a lungo termine. Il fatto che gli antibiotici agiscano anche contro i microbi intestinali è noto da tempo, ma i loro effetti sulla diversità dei microbi che portiamo nel nostro intestino non sono ancora stati studiati sistematicamente, principalmente a causa di sfide tecniche.

Gli antibiotici aiutano il nostro corpo a liberarsi dalle infezioni batteriche. Ma possono anche danneggiare i germi benefici nel nostro intestino. I ricercatori dell’EMBL hanno studiato gli effetti collaterali causati dagli antibiotici e hanno scoperto che alcuni farmaci possono proteggere molti batteri intestinali dagli antibiotici. Credito: Isabel Romero Calvo / EMBL

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“Finora, la nostra conoscenza degli effetti di diversi antibiotici sui singoli membri delle nostre comunità microbiche intestinali è stata frammentata. La nostra ricerca colma grandi lacune nella nostra comprensione di quale tipo di antibiotico colpisce quali tipi di batteri e in che modo”, ha affermato Nassos. Typas, ricercatore senior EMBL Heidelberg e leader del gruppo.

Sulla base di uno studio precedente dei gruppi Typas, Bork, Patil e Zeller di EMBL, i ricercatori hanno scoperto come ciascuno dei 144 antibiotici ha influenzato la crescita e la sopravvivenza di un massimo di 27 ceppi batterici che si trovano comunemente nel nostro intestino. I ricercatori hanno determinato le concentrazioni alle quali un particolare antibiotico influenzerebbe questi ceppi batterici per più di 800 combinazioni di ceppi antibiotici, estendendo del 75% i set di dati esistenti sugli spettri degli antibiotici nelle specie batteriche intestinali.

È importante sottolineare che gli esperimenti hanno rivelato che le tetracicline e i macrolidi – due famiglie di antibiotici comunemente usati – non solo hanno inibito la crescita dei batteri, ma hanno anche portato alla loro morte. Circa la metà dei ceppi intestinali testati non è sopravvissuta al trattamento con questi tipi di antibiotici.

“Non ci aspettavamo di vedere questo effetto con tetracicline e macrolidi perché si pensava che queste classi di antibiotici avessero solo effetti batteriostatici, il che significa che bloccano la crescita batterica ma non uccidono i batteri”, ha affermato Camille Goemans, ricercatrice post-dottorato. Nel gruppo Typas, che condivide il primo autore con Maier. “I nostri esperimenti mostrano che questa ipotesi non è vera per circa la metà dei microbi intestinali che abbiamo studiato. Doxiciclina, eritromicina e azitromicina, tre antibiotici comunemente usati, hanno ucciso diverse abbondanti specie microbiche intestinali, mentre altre sono state solo inibite”.

L’uccisione selettiva di alcuni microbi con tetracicline e macrolidi può far sì che questi microbi scompaiano accidentalmente dal microbiota intestinale molto più velocemente dei microbi la cui crescita è solo inibita, come hanno dimostrato gli autori con le comunità microbiche sintetiche. Questo potrebbe spiegare i forti cambiamenti nel microbiota che attestano alcuni pazienti trattati con questi antibiotici.

Tuttavia, c’è un modo per ridurre i danni. “Abbiamo dimostrato in passato che i farmaci funzionano in modo diverso nelle diverse specie batteriche. Pertanto, abbiamo studiato se un altro farmaco potrebbe mascherare gli effetti dannosi degli antibiotici su abbondanti microbi intestinali ma consentire agli antibiotici di mantenere la loro attività contro i patogeni. Ciò fornirebbe un antidoto a ridurre.

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I ricercatori hanno combinato gli antibiotici eritromicina o doxiciclina con quasi 1.200 farmaci per identificare i farmaci che avrebbero salvato dall’antibiotico due abbondanti specie batteriche intestinali. In effetti, i ricercatori hanno identificato diversi farmaci non antibiotici che potrebbero salvare questi microbi intestinali e altre specie correlate. È importante sottolineare che la combinazione dell’antibiotico con un altro farmaco protettivo non ha compromesso l’efficacia degli antibiotici contro i batteri patogeni.

Gli esperimenti di follow-up hanno mostrato che questo approccio può funzionare anche con il microbioma naturale. Con l’aiuto dei partner, i ricercatori hanno dimostrato che la combinazione di eritromicina e un antidoto ha alleviato la perdita di alcune abbondanti specie batteriche intestinali dall’intestino del topo. Allo stesso modo, i farmaci antidoto hanno protetto i microbi intestinali umani dall’eritromicina in complesse comunità batteriche derivate da campioni fecali.

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“Il nostro approccio, che combina antibiotici con un antidoto protettivo, può aprire nuove opportunità per ridurre gli effetti collaterali dannosi degli antibiotici sui nostri microbiomi intestinali”, ha osservato Maier. “Nessun singolo antidoto può proteggere tutti i batteri nel nostro intestino, specialmente quando differiscono così tanto tra gli individui. Ma questo concetto apre le porte allo sviluppo di nuove strategie personali per mantenere sani i microbi intestinali.

Sono necessarie ulteriori ricerche per identificare combinazioni, dosaggi e formulazioni ottimali di antidoti e per escludere possibili effetti a lungo termine sul microbioma intestinale. In futuro, il nuovo approccio può aiutare a mantenere sano il nostro microbioma intestinale e ridurre gli effetti collaterali degli antibiotici nei pazienti senza compromettere l’efficacia degli antibiotici come salvavita.

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Lo studio è stato condotto in modo collaborativo e ha coinvolto ricercatori dei gruppi Typas, Bork, Zeller, Zimmermann e Patil dell’EMBL, nonché colleghi dell’Università di Tubinga, della Ludwig-Maximilians-Universität Munich e del Max Delbrück Center for Molecular Medicine di Berlino. .


Articolo/i sorgente

Dissezione degli effetti collaterali degli antibiotici nei microbi intestinali

Maier L., Goemans CV., Et al.

Natura 13 ottobre 2021

10.1038/s41586-021-03986-2

Tags: antibiotico, batteri, biologia genomica, intestino, Heidelberg, microbioma umano, ecosistemi microbici, microbioma, azoto

http://www.disonsdemain.fr

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