Estudio investiga el potencial del microbioma intestinal para alterar la seguridad y la eficacia de los medicamentos
Investigadores de Princeton crearon un sistema para evaluar cómo las bacterias intestinales del cuerpo alteran la seguridad y la eficacia de los medicamentos cotidianos. El sistema se puede utilizar en la investigación farmacéutica para mejorar el descubrimiento y desarrollo de fármacos. Crédito: Janie Kim. Publicado en Célula.
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 medicamentos orales de manera que afecten su seguridad y eficacia.
La nueva metodología brinda 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 se publicó el 10 de junio en la revista Cell.
Estudios anteriores han examinado cómo especies individuales de bacterias intestinales pueden metabolizar 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 una visión holística y más realista de la contribución del microbioma al metabolismo de los fármacos».
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 el cuerpo absorbe las píldoras y los medicamentos líquidos.
Los investigadores identificaron 57 casos en los que las bacterias intestinales pueden alterar los medicamentos orales existentes. El ochenta por ciento de ellos no se habían informado previamente, lo que enfatiza el potencial del método para revelar interacciones desconocidas entre el fármaco y el microbioma.
Estas alteraciones van desde convertir el medicamento en un estado inactivo que puede reducir su eficacia hasta convertir el fármaco en una forma que es tóxica y puede causar efectos secundarios.
El marco podría ayudar al descubrimiento de fármacos mediante la identificación de posibles interacciones entre el fármaco y el microbioma en las primeras etapas del desarrollo, informando los cambios de formulación. El enfoque también puede ayudar durante los ensayos clínicos a analizar mejor la toxicidad y la eficacia de los medicamentos 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 el estudio de una sola especie bacteriana hace que sea imposible comparar el metabolismo del microbioma de drogas entre individuos», dijo Donia. «Necesitamos estudiar toda la comunidad microbiana intestinal».
Los investigadores encontraron que los microbiomas de algunas personas tenían poco efecto sobre un fármaco determinado, mientras que otros microbiomas tenían un efecto significativo, lo que demuestra cuán importante es la comunidad de bacterias en lugar de solo una especie depende del metabolismo de los fármacos.
«El microbioma de cada persona es único, y pudimos ver esto en nuestro estudio», dijo Bahar Javdan, MD-Ph.D. estudiante de biología molecular y coautor del estudio. «Observamos tres categorías principales: medicamentos que fueron metabolizados consistentemente por todos los microbiomas en nuestro estudio, medicamentos que fueron metabolizados por algunos y por otros no, y medicamentos que no estaban sujetos a ningún metabolismo derivado de microbiomas».
El enfoque metodológico podría ser valioso para personalizar el tratamiento al microbioma de cada paciente. Por ejemplo, el marco podría ayudar a predecir cómo se comportará un determinado fármaco y sugerir cambios en la estrategia terapéutica si se pronostican efectos no deseados.
«Este es un caso en el que la medicina y la ecología chocan», dijo Jaime López. , estudiante de posgrado 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 los perfiles enzimáticos de las demás. Esto es algo que nunca captarías si no lo estudiaras en una comunidad».
El marco involucra cuatro pasos para evaluar sistemáticamente el efecto del microbioma intestinal sobre los medicamentos.
Primero, los investigadores recolectaron 21 muestras fecales de donantes anónimos y catalogaron las especies bacterianas que viven en cada individuo. Descubrieron que cada donante tenía una comunidad microbiana única viviendo en sus intestinos, y que la mayoría de estas comunidades personalizadas se pueden cultivar en un sistema de cultivo de laboratorio que desarrollaron.
Luego, probaron 575 FDA- medicamentos aprobados 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 nunca antes se habían informado, así como otros que se informaron en humanos y se asociaron con efectos secundarios, pero se desconocía su origen. Encontraron casos en los que todos los microbiomas donantes realizaron las mismas reacciones en el fármaco y otros en los que solo un subconjunto lo hizo.
Luego examinaron los mecanismos por los cuales algunos de los fármacos modificados son alterados por los microbiomas cultivados. 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 demostraron que las reacciones metabólicas derivadas del microbioma que se descubren de esta manera se pueden recapitular en un modelo de ratón, el primer paso para adaptar el enfoque para el desarrollo de fármacos en humanos.
«Mapeo personalizado del metabolismo de fármacos por the human gut microbiome», de Bahar Javdan, Jaime G. Lopez, Pranatchareeya Chankhamjon, Ying-Chiang J.Lee, Raphaella Hull, Qihao Wu, Xiaojuan Wang, Seema Chatterjee y Mohamed S. Donia, se publicó el 10 de junio de 2020, en la revista Cell.
Explore más
Sus bacterias intestinales podrían afectar su respuesta a los medicamentos Más información: «Mapeo personalizado del metabolismo de fármacos por el microbioma intestinal humano», Cell (2020). DOI: 10.1016/j.cell.2020.05.001 Información de la revista: Cell
Proporcionado por la Universidad de Princeton Cita: El estudio investiga el potencial del microbioma intestinal para alterar la seguridad de los medicamentos y eficacia (2020, 10 de junio) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-06-potential-gut-microbiome-drug-safety.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.