A tudósok elárulják, hogy a bélmikrobák hogyan gyógyulnak meg az antibiotikum-kezelés után

Az eLife folyóirat új betekintést adott abba, hogy az antibiotikumok hogyan befolyásolják a bél mikrobiómáját - a bennünk élő mikrobák közösségét.

helyreállnak

Az egereken végzett tanulmány új módszereket sejtet az egészséges mikrobióm fenntartására vagy a káros, betegségeket okozó baktériumok általi invázió szabályozására.

"A bélmikrobiom mikrobák közösségéből áll, amelyek megzavarása esetén a gazdaszervezetnek olyan kockázatoknak vannak kitéve, mint a fertőzés" - mondja Aspen Reese első szerző, aki a tanulmányt vezette, miközben az észak-karolinai Duke Egyetem doktoranduszának számított. "Bár már ismert volt, hogy az antibiotikumok elpusztítják vagy megakadályozzák a baktériumok szaporodását a bélben, nem volt világos, hogy ezek a változások pontosan hogyan és mikor befolyásolják a bél környezetét."

Hogy többet megtudjon erről a kérdésről, Reese és csapata arra törekedett, hogy megértse, milyen ökológiai változások történnek a mikrobiotával a széles spektrumú antibiotikumokkal végzett kezelés alatt és után - olyan kezelések, amelyek a káros baktériumok széles skálája ellen hatnak.

A tudósok azzal kezdték, hogy öt napon keresztül antibiotikumokat adtak be egereknek, hogy széles körben gátolják bélbaktériumaikat. Megállapították, hogy a bél redoxpotenciálja - a kémiai környezet mérőeszköze, beleértve annak becslését, hogy az organizmusok mennyire képesek belélegezni - nőtt az antibiotikum-kezelés alatt. Míg a bizonyítékok azt sugallják, hogy ezek a redoxi elmozdulások összefüggenek a gazda immunrendszerével, az eltolódások akkor is bekövetkeztek, amikor a bél mikrobiális közösségeit antibiotikumokkal kezelték egy mesterséges bélben, amelynek nem volt immunrendszere.

"Azt is láttuk, hogy amint az antibiotikumok eltávolítják a baktériumokat és csökkentik anyagcseréjük sebességét az egér béljében, nőtt az oxidáló szerek, az úgynevezett elektron-akceptorok" - magyarázza Reese. "Ez az új környezeti állapot azt jelentette, hogy a kezelés után rekolonizálódott mikrobaközösség egészen másnak tűnt, mint az eredeti közösség."

A közvetlenül a kezelés után megjelent baktériumok, köztük néhány potenciálisan káros faj, képesek voltak kihasználni az elektron-akceptorok gyors növekedését. Növekedésük során felhasználták a felesleges erőforrásokat, aminek következtében a bélkörnyezet visszatér normális állapotába. Ez azonban nem garantálta az eredeti mikrobiális közösség helyreállítását.

"Az antibiotikumok miatt a mikrobafajok kihalhatnak a bélközösségben, ezért valószínűleg szükségük van az egéren kívülről érkező új mikrobiális bevándorlókra - jelen esetben egy ugyanabban a ketrecben lévő kezeletlen egérről -, hogy a mikrobiota visszaálljon eredeti állapotába" - mondja vezető szerző Lawrence David, a Duke Egyetem molekuláris genetikai és mikrobiológiai adjunktusa.

Ezek az eredmények együttesen új ökológiai modelleket javasolnak arra vonatkozóan, hogy az antibiotikumok miként alakítják át a bél mikrobiomját, és hogyan lehet a redox eltolódása összefüggésbe hozni a bélbetegséggel, az elektron akceptor rendelkezésre állásának változásai állítják elő a bélbaktériumok antibiotikumok utáni rekolonizációjának fázisát.

"A jövőben munkánk segíthet az olyan gyógyszerek kifejlesztésében, amelyek vagy tartalmazzák a redoxpotenciál kémiai megváltoztatását, vagy amelyek versenytársakat vezetnek be a felesleges elektron-akceptorokhoz, a mikrobiális rendellenességek kezelésében vagy az antibiotikumokkal összefüggő fertőzések megelőzésében" - összegzi Reese.