Abordar el daño colateral de los antibióticos
Los investigadores y colegas del EMBL han analizado los efectos de 144 antibióticos en nuestros microbios intestinales más comunes. Su estudio mejora sustancialmente nuestra comprensión de los efectos de los antibióticos. También sugiere un nuevo enfoque para mitigar los efectos adversos de la terapia con antibióticos en el microbioma intestinal mediante la combinación de antibióticos con un segundo fármaco. Crédito: Isabel Romero Calvo/EMBL
Los antibióticos curan infecciones bacterianas y salvan millones de vidas cada año. Pero también pueden dañar los microbios útiles que residen en el intestino, debilitando una de las primeras líneas de defensa del cuerpo contra los patógenos y comprometiendo los múltiples efectos beneficiosos que nuestra microbiota tiene para nuestra salud. Los efectos secundarios comunes de este daño colateral de los antibióticos son problemas gastrointestinales e infecciones recurrentes por Clostridioides difficile. 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 Maier en el Clúster de Excelencia «Control de microbios para combatir infecciones» en la Universidad de Tbingen, y colaboradores han analizado los efectos de 144 antibióticos en nuestros microbios intestinales más comunes. Un estudio publicado en la revista Nature 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 un intrincado comunidad de diferentes especies microbianas, así como muchos virus, denominados colectivamente microbioma intestinal. Juntos, nos permiten utilizar los nutrientes de manera más eficiente y evitan que las bacterias patógenas se asienten en nuestro intestino. Sin embargo, cuando tratamos 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 cuando se tratan infecciones, pero aumenta el riesgo de que los microbios en nuestro intestino también sean atacados», explicó Lisa Maier, líder del grupo DFG Emmy Noether en la Universidad de Tbingen. Maier es alumna del laboratorio Typas. y uno de los dos autores principales del estudio.
Si ciertas bacterias intestinales se dañan más que otras, la terapia con antibióticos puede conducir a un desequilibrio en la composición de nuestra microbiota, comúnmente conocida como disbiosis. efecto a corto plazo, mientras que las condiciones alérgicas como el asma o las alergias alimentarias y la obesidad son posibles consecuencias a largo plazo.El hecho de que los antibióticos también son activos contra los microbios intestinales se conoce desde hace mucho tiempo, pero sus efectos sobre la gran diversidad de microbios que llevamos en el intestino aún no se había estudiado sistemáticamente, principalmente debido a desafíos técnicos.
«Hasta ahora, nuestro conocimiento de los efectos de diferentes antibióticos en miembros individuales de nuestras comunidades microbianas intestinales ha sido irregular. Nuestro estudio llena lagunas importantes en nuestra comprensión de qué tipo de antibiótico afecta a qué tipo de bacteria y de qué manera», dijo Nassos Typas, científico sénior y líder de grupo en EMBL Heidelberg.
Basándose en un estudio anterior de los grupos Typas, Bork, Patil y Zeller del EMBL, los científicos observaron cómo cada uno de los 144 antibióticos afectaba el crecimiento y la supervivencia de hasta 27 cepas bacterianas que habitan comúnmente en nuestros intestinos. Los investigadores determinaron las concentraciones a las que un antibiótico determinado afectaría a estos cepas bacterianas para más de 800 combinaciones de cepas de antibióticos, ampliando los conjuntos de datos existentes sobre espectros de antibióticos en especies de bacterias intestinales en un 75 por ciento.
Es importante destacar que los experimentos revelaron que las tetraciclinas y los macrólidos, dos familias de antibióticos de uso común, no solo detuvieron el crecimiento de bacterias, sino que también conducir 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 consideró que estas clases de antibióticos solo tienen efectos bacteriostáticos, lo que significa que detienen el crecimiento bacteriano, pero no matan las bacterias», dijo Camille Goemans, becaria 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. La doxiciclina, la eritromicina y la azitromicina, tres antibióticos de uso común, mataron varias especies microbianas intestinales abundantes, mientras que otras simplemente las inhibieron».
La eliminación selectiva de microbios específicos por parte de las tetraciclinas y los macrólidos podría hacer 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 los fuertes cambios en la microbiota que presencian algunos pacientes tratados con estos antibióticos.
Sin embargo, hay una manera de reducir el daño. «Hemos demostrado antes que los medicamentos interactúan de manera diferente en diferentes especies bacterianas. Por lo tanto, exploramos si un segundo medicamento podría enmascarar los efectos nocivos de los antibióticos en abundantes microbios intestinales, pero permitir que los antibióticos conserven su actividad contra los patógenos. Esto proporcionaría algo así como un antídoto , lo 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 fármacos que salvarían a dos abundantes bacterias intestinales. especies del antibiótico. De hecho, los investigadores identificaron varios medicamentos no antibióticos que podrían rescatar estos microbios intestinales y otras 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 funcionar 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 especies de bacterias intestinales abundantes en el intestino del ratón. De manera similar, los medicamentos 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 único será capaz de proteger a todas las bacterias en nuestro intestino, especialmente porque difieren mucho entre los individuos. Pero este concepto abre la puerta para desarrollar nuevas estrategias personalizadas para mantener saludables a nuestros microbios intestinales».
Se necesitará más investigación para identificar las combinaciones, dosis y formulaciones óptimas para los antídotos, y para excluir posibles efectos a largo plazo en el microbioma intestinal. En el futuro, el nuevo enfoque puede ayudar a mantener saludable nuestro microbioma intestinal y reducir los 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 Tbingen, Ludwig-Maximilians-Universitt Mnchen y el Centro Max Delbrck de Medicina Molecular en Berlín.
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Los fármacos de uso común afectan a las bacterias intestinales Más información: Athanasios Typas, Dissecting the colateral damage of antibiotics on gut microbes, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-03986-2. www.nature.com/articles/s41586-021-03986-2 Información de la revista: Nature
Proporcionado por el Laboratorio Europeo de Biología Molecular Cita: Abordar los daños colaterales de antibiotics (2021, 13 de octubre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-10-tackling-collateral-antibiotics.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.