Los antibióticos nos ayudan a tratar infecciones bacterianas y salvar millones de vidas cada año. Pero también pueden dañar los microbios útiles que residen en nuestro intestino, debilitando una de las primeras líneas de defensa de nuestro cuerpo contra los patógenos y comprometiendo los múltiples efectos beneficiosos que tiene nuestra microbiota.para nuestra salud. Los efectos secundarios comunes de este daño colateral de los antibióticos son problemas gastrointestinales y recurrentes Clostridioides difficile Infecciones. También incluyen problemas de salud a largo plazo, como el desarrollo de enfermedades alérgicas, metabólicas, inmunológicas o inflamatorias.
Investigadores del grupo Typas en EMBL Heidelberg, el laboratorio de Maier en el Cluster of Excellence 'Controlling Microbes to Fight Infections' en la Universidad de Tübingen, y colaboradores han analizado los efectos de 144 antibióticos en nuestros microbios intestinales más comunes. El estudiopublicado en la revista Naturaleza mejora sustancialmente nuestra comprensión de los efectos de los antibióticos en los microbios intestinales. También sugiere un nuevo enfoque para mitigar los efectos adversos de la terapia con antibióticos en el microbioma intestinal.
El intestino humano alberga una intrincada comunidad de diferentes especies microbianas, así como muchos virus, denominados colectivamente microbioma intestinal. Juntos, nos permiten utilizar los nutrientes de manera más eficiente y evitar que las bacterias patógenas se asienten en nuestro intestino. Sin embargo, cuandotratamos una infección bacteriana con antibióticos, existe el riesgo de dañar el microbioma intestinal.
"Muchos antibióticos inhiben el crecimiento de diversas bacterias patógenas. Este amplio espectro de actividad es útil para tratar infecciones, pero aumenta el riesgo de que los microbios en nuestro intestino también sean atacados", explicó Lisa Maier, líder del grupo DFG Emmy Noether enla Universidad de Tübingen. Maier es exalumna del laboratorio de Typas y uno de los dos autores principales del estudio.
Si ciertas bacterias intestinales se dañan más que otras, la terapia con antibióticos puede provocar un desequilibrio en la composición de nuestra microbiota, comúnmente conocida como disbiosis. La diarrea es un efecto común a corto plazo, mientras que las afecciones alérgicas como el asma o las alergias alimentarias y la obesidadson posibles consecuencias a largo plazo. El hecho de que los antibióticos también sean activos contra los microbios intestinales se conoce desde hace mucho tiempo, pero sus efectos sobre la gran diversidad de microbios que llevamos en nuestro intestino aún no se habían estudiado sistemáticamente, principalmente debido a problemas técnicosdesafíos.
"Hasta ahora, nuestro conocimiento de los efectos de diferentes antibióticos en miembros individuales de nuestras comunidades microbianas intestinales ha sido irregular. Nuestro estudio llena grandes lagunas en nuestra comprensión de qué tipo de antibiótico afecta a qué tipos de bacterias y de qué manera,", dijo Nassos Typas, científico senior y líder de grupo en EMBL Heidelberg.
Sobre la base de un estudio anterior de los grupos Typas, Bork, Patil y Zeller de EMBL, los científicos observaron cómo cada uno de los 144 antibióticos afectaba el crecimiento y la supervivencia de hasta 27 cepas bacterianas que habitualmente habitan nuestros intestinos. Los investigadores determinaron las concentraciones enque un antibiótico determinado afectaría a estas cepas bacterianas para más de 800 combinaciones de antibiótico-cepa, ampliando los conjuntos de datos existentes sobre espectros de antibióticos en especies de bacterias intestinales en un 75%.
Es importante destacar que los experimentos revelaron que las tetraciclinas y los macrólidos, dos familias de antibióticos de uso común, no solo impidieron el crecimiento de bacterias, sino que también condujeron a su muerte. Aproximadamente la mitad de las cepas intestinales probadas no sobrevivieron al tratamiento con este tipo de antibióticos.
"No esperábamos ver este efecto con tetraciclinas y macrólidos, ya que se consideraba que estas clases de antibióticos solo tenían efectos bacteriostáticos, lo que significa que detienen el crecimiento bacteriano, pero no matan las bacterias", dijo Camille Goemans,un becario postdoctoral en el grupo Typas que comparte la primera autoría con Maier. "Nuestros experimentos muestran que esta suposición no es cierta para aproximadamente la mitad de los microbios intestinales que estudiamos. Doxiciclina, eritromicina y azitromicina, tres antibióticos de uso común, mataron a varios intestinos abundantesespecies microbianas, mientras que otras simplemente las inhibieron ".
La muerte selectiva de microbios específicos por tetraciclinas y macrólidos podría llevar a que estos microbios se pierdan inadvertidamente de la microbiota intestinal mucho más rápido que los microbios cuyo crecimiento solo se inhibe, como demostraron los autores con las comunidades microbianas sintéticas. Esto podría explicar la fuerte microbiotacambios que presencian algunos pacientes que están siendo tratados con estos antibióticos.
Sin embargo, hay una manera de reducir el daño. "Hemos demostrado antes que los medicamentos interactúan de manera diferente entre diferentes especies bacterianas. Por lo tanto, exploramos si un segundo medicamento podría enmascarar los efectos dañinos de los antibióticos en abundantes microbios intestinales, pero permitiría que los antibióticosretener su actividad contra los patógenos. Esto proporcionaría algo así como un antídoto, que reduciría el daño colateral de los antibióticos en las bacterias intestinales ", explicó Typas.
Los científicos combinaron los antibióticos eritromicina o doxiciclina con un conjunto de casi 1200 productos farmacéuticos, para identificar medicamentos que salvarían del antibiótico a dos abundantes especies de bacterias intestinales. De hecho, los investigadores identificaron varios medicamentos no antibióticos que podrían rescatar estos microbios intestinales yotras especies relacionadas. Es importante destacar que la combinación de un antibiótico con un segundo fármaco protector no comprometió la eficacia de los antibióticos contra las bacterias patógenas.
Los experimentos de seguimiento indicaron que este enfoque también puede estar funcionando en el contexto de un microbioma natural. Con la ayuda de colaboradores, los científicos demostraron que la combinación de eritromicina con un antídoto mitigó la pérdida de ciertas abundantes especies bacterianas intestinales de laintestino de ratón. De manera similar, los fármacos antídotos protegieron a los microbios intestinales humanos de la eritromicina en comunidades bacterianas complejas derivadas de muestras de heces.
"Nuestro enfoque que combina antibióticos con un antídoto protector podría abrir nuevas oportunidades para reducir los efectos secundarios dañinos de los antibióticos en nuestros microbiomas intestinales", concluyó Maier. "Ningún antídoto podrá proteger todas las bacterias en nuestro intestino -especialmente porque difieren mucho entre las personas. Pero este concepto abre la puerta para desarrollar nuevas estrategias personalizadas para mantener saludables nuestros microbios intestinales ".
Se necesitarán más investigaciones para identificar las combinaciones, dosis y formulaciones óptimas para los antídotos, y para excluir los posibles efectos a largo plazo en el microbioma intestinal. En el futuro, el nuevo enfoque puede ayudar a mantener nuestro microbioma intestinal saludable y reducirlos efectos secundarios de los antibióticos en los pacientes, sin comprometer la eficacia de nuestros antibióticos como salvavidas.
El estudio fue un esfuerzo de colaboración, en el que participaron investigadores de los grupos Typas, Bork, Zeller, Zimmermann y Patil de EMBL, así como colegas de la Universidad de Tübingen, Ludwig-Maximilians-Universität München y el Centro Max Delbrück de Medicina Molecularen Berlín.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Europeo de Biología Molecular . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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