Los investigadores de la Universidad de Princeton han desarrollado un enfoque sistemático para evaluar cómo la comunidad microbiana en nuestros intestinos puede transformar químicamente o metabolizar los medicamentos orales de manera que afecten su seguridad y eficacia.
La nueva metodología proporciona una imagen más completa de cómo las bacterias intestinales metabolizan los medicamentos y podría ayudar al desarrollo de medicamentos que sean más efectivos, tengan menos efectos secundarios y estén personalizados para el microbioma de un individuo.
El estudio fue publicado el 10 de junio en la revista Celda .
Estudios anteriores han examinado cómo una sola especie de bacteria intestinal puede metabolizar los medicamentos orales. El nuevo marco permite la evaluación de toda la comunidad microbiana intestinal de una persona a la vez.
"Básicamente, no corremos y nos escondemos de la complejidad del microbioma, sino que lo aceptamos", dijo Mohamed S. Donia, profesor asistente de biología molecular. "Este enfoque nos permite obtener un enfoque holístico y más realistavista de la contribución del microbioma al metabolismo de los medicamentos "
El equipo utilizó el enfoque para evaluar el efecto del microbioma intestinal en cientos de medicamentos comunes que ya están en el mercado. Los intestinos son la región principal donde las píldoras y los medicamentos líquidos se absorben en el cuerpo.
Los investigadores identificaron 57 casos en los que las bacterias intestinales pueden alterar los medicamentos orales existentes. El ochenta por ciento de los que no se habían informado previamente, enfatizando el potencial del método para revelar interacciones desconocidas de drogas y microbioma.
Estas alteraciones varían desde convertir el medicamento en un estado inactivo, lo que puede reducir su eficacia, hasta convertir el medicamento en una forma que sea tóxica y que posiblemente cause efectos secundarios.
El marco podría ayudar al descubrimiento de fármacos mediante la identificación de posibles interacciones fármaco-microbioma al inicio del desarrollo, informando los cambios en la formulación. El enfoque también puede ayudar durante los ensayos clínicos para analizar mejor la toxicidad y la eficacia de los fármacos que se prueban.
Los intestinos albergan cientos de especies de bacterias. La composición de estas comunidades, qué tipos de bacterias y cuántas de cada especie, puede variar considerablemente de persona a persona.
"Esta variabilidad entre personas subraya por qué estudiar una sola especie bacteriana hace que sea imposible comparar el metabolismo de fármacos del microbioma entre individuos", dijo Donia. "Necesitamos estudiar a toda la comunidad microbiana intestinal".
Los investigadores encontraron que los microbiomas de algunas personas tenían poco efecto sobre un medicamento dado, mientras que otros microbiomas tenían un efecto significativo, lo que demuestra cuán importante es la comunidad de bacterias, en lugar de solo una sola especie, en el metabolismo de los medicamentos.
"El microbioma de cada persona es único, y pudimos ver esto en nuestro estudio", dijo Bahar Javdan, estudiante de doctorado en biología molecular y coautor del estudio. "Observamos tres principalescategorías: medicamentos que fueron metabolizados constantemente por todos los microbiomas en nuestro estudio, medicamentos que fueron metabolizados por algunos y no por otros, y medicamentos que no estuvieron sujetos a ningún metabolismo derivado de microbiomas ".
El enfoque metodológico podría ser valioso para personalizar el tratamiento del microbioma de cada paciente. Por ejemplo, el marco podría ayudar a predecir cómo se comportará cierto medicamento y sugerir cambios en la estrategia terapéutica si se predicen efectos no deseados.
"Este es un caso donde la medicina y la ecología chocan", dijo Jaime López, un estudiante graduado en el Instituto Lewis-Sigler de Genómica Integrativa y coautor del estudio, quien contribuyó con el análisis computacional y cuantitativo de los datos"Las bacterias en estas comunidades microbianas se ayudan mutuamente a sobrevivir e influyen en sus perfiles enzimáticos. Esto es algo que nunca capturaría si no lo estudiara en una comunidad".
El marco involucra cuatro pasos para evaluar sistemáticamente el efecto del microbioma intestinal en las drogas.
Primero, los investigadores recolectaron 21 muestras fecales recolectadas de donantes anónimos y catalogaron las especies bacterianas que viven en cada individuo. Descubrieron que cada donante tenía una comunidad microbiana única que vivía en sus intestinos, y que la mayoría de estas comunidades personalizadas pueden sercrecieron en un sistema de cultivo de laboratorio que desarrollaron.
Luego, probaron 575 medicamentos aprobados por la FDA para ver si están modificados químicamente por uno de los 21 microbiomas cultivados, y luego probaron un subconjunto de los medicamentos con todos los microbiomas cultivados. Aquí, encontraron metabolitos derivados de microbiomas que teníannunca se han informado previamente, así como los que se han informado en humanos y se asociaron con efectos secundarios, pero se desconocían sus orígenes. Encontraron casos en los que todos los microbiomas de los donantes realizaron las mismas reacciones al medicamento, y otros en los que solo un subconjunto lo hizo.
Luego examinaron los mecanismos por los cuales los microbiomas cultivados alteran algunas de las drogas modificadas. Para comprender exactamente cómo ocurrieron las transformaciones, rastrearon la fuente de las transformaciones químicas hasta especies bacterianas particulares y genes particulares dentro de esas bacterias.También demostró que las reacciones del metabolismo derivadas de microbiomas que se descubren de esta manera pueden recapitularse en un modelo de ratón, el primer paso para adaptar el enfoque para el desarrollo de fármacos en humanos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Princeton . Original escrito por Catherine Zandonella. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :