Ponad 100 leków zaburza zdrowie jelit i podnosi ryzyko raka jelita grubego
Naukowcy zidentyfikowali ponad 140 leków, które modyfikują mikrobiom jelitowy, zmuszając bakterie do rywalizacji o składniki odżywcze – zjawisko known to cause an intestinal imbalance and prompt cancer-promoting inflammation. Researchers from Stanford University focused on popular medications that affect the ogromnej różnorodności mikroorganizmów w jelitach, co może mieć dalekosiężne konsekwencje dla metabolizmu, odpowiedzi układu odpornościowego i ogólnego zdrowia. Odkryli, że potencjalnie śmiertelne zmiany w jelitach wynikają z tego, że niektóre leki zabijają populacje bakterii i zmieniają dostępność składników odżywczych. Krótka odpowiedź: to przekształca środowisko w jelitach w taki sposób, że przeżywają najtrwalsze bakterie i słabsze szczepy giną. Gdy zabijane są słabsze populacje bakteri, wszystkie cukry, aminokwasy i inne cząsteczki, na których były utrzymane, pozostają w jelicie i stają się pokarmem dla groźniejszych szczepów, które mogą rozwijać się bez ograniczeń. To może prowadzić do powstania szkodliwych, zapalnych gatunków i trwałej zaburzonej równowagi jelit, sprzyjającej rakowi. Pozostające przy życiu bakterie są w stanie przekształcać mikrobiom organizmu – zbiór zdrowych bakterii, które wspierają układ odpornościowy i zwalczają wirusy – w stan prozapalny, podnosząc ryzyko raka jelita grubego.
In This Article:
- Naukowcy z Stanforda odkrywają, że setki leków zaburza mikrobiom jelitowy
- Najważniejsze grupy leków biorących udział w reshuffling jelit
- Mechanizm: jak leki kształtują jelitową sferę ekosystemu
- Przykład z bifonazole i heme – jak dostęp do żelaza decyduje o losie bakterii
- Długotrwałe skutki i trwała dysbioza
- Nadciągająca fala raka jelita grubego wśród młodych dorosłych
- Co dalej: narzędzia do ochrony i odbudowy zdrowego mikrobiomu
- Dialog prowadzących badanie i przyszłe kierunki
- Publikacja i źródła
Naukowcy z Stanforda odkrywają, że setki leków zaburza mikrobiom jelitowy
Badanie skupiało się na popularnych lekach wpływających na ogromną różnorodność mikroorganizmów w jelitach, co może mieć dalekosiężne konsekwencje dla metabolizmu, odpowiedzi układu odpornościowego i ogólnego zdrowia. Stwierdzono, że potencjalnie śmiertelne zmiany w jelitach wynikają z tego, że niektóre leki zabijają populacje bakterii i zmieniają dostępność składników odżywczych. Grupy leków, które wywarły największy wpływ, obejmowały 51 antybiotyków, niektóre leki chemoterapeutyczne, leki przeciwgrzybicze i leki przeciwpsychotyczne stosowane w leczeniu zaburzeń afektywnych dwubiegunowych i schizofrenii. Leki te stworzyły nowe środowisko w jelitach, w którym przetrwały najwydajniejsze bakterie – a słabsze szczepy zostały wyeliminowane.
Najważniejsze grupy leków biorących udział w reshuffling jelit
Najważniejsze leki współtworzące ten efekt to 51 antybiotyków, niektóre leki chemoterapeutyczne, leki przeciwgrzybicze i leki przeciwpsychotyczne stosowane w leczeniu zaburzeń dwubiegunowych i schizofrenii. Badania sugerują, że zmiany w jelitach mogą być i trwałe, a nawet po usunięciu leków ekosystem jelitowy nie powraca do pierwotnego stanu w wielu przypadkach.
Mechanizm: jak leki kształtują jelitową sferę ekosystemu
Leki tworzą nowe środowisko w jelitach, w którym przetrwają najodporniejsze bakterie, a słabsze zostają wyeliminowane. Kiedy wytracane są słabsze populacje bakteryjne, wszystkie cukry, aminokwasy i inne molekuły, na których wcześniej żyły, zostają w jelicie i stają się pożywieniem dla groźniejszych szczepów. To pozwala szkodliwym, zapalnym gatunkom na gwałtowny wzrost, co może trwale zaburzyć równowagę jelit i sprzyjać rakowi. Dysbioza, czyli zaburzenie mikrobiomu, może prowadzić do powstawania szkodliwych odpadów i produktów ubocznych, takich jak kolibaktyna (colibactin) produkowana przez niektóre bakterie Escherichia coli, które uszkadza DNA komórek jelita, prowadząc do mutacji i rozwoju raka.
Przykład z bifonazole i heme – jak dostęp do żelaza decyduje o losie bakterii
Kluczowy przykład dotyczył dwóch korzystnych gatunków bakterii, które przetrwały w probówce po wystawieniu na działanie przeciwgrzybczego leku bifonazole. Bakterie polegają na żelazie zawartym w cząsteczce zwanej heme jako pożywienie, które naukowcy dodali. W jelitach te same bakterie nie otrzymują heme bezpośrednio i muszą polegać na innych bakteriach, aby go wyprodukować i dostarczyć. Przeciwgrzybiczy lek jednak zabił bakterie, które zwykle zapewniały ten kluczowy związek, odcinając im źródło pożywienia. Nagle wygłodzone i osłabione korzy szczepy bakteryjne stały się podatne na lek, który wcześniej mógł im się przeciwstawić, umożliwiając wzrost szkodliwych szczepów, które mogły wykorzystać pozostawione składniki odżywcze i rozmnożyć się.
Długotrwałe skutki i trwała dysbioza
Uszkodzenia wywołane przez 141 leków, które wyparły całe społeczności bakterii, często były trwałe, a społeczności nie wracały do pierwotnych stanów po zakończeniu leczenia. Daje to stan przewlekłego zapalenia jelit, który może uszkadzać DNA komórek jelita i napędzać procesy prowadzące do raka jelita grubego. Dysbioza zaburza także błonę śluzową jelit, umożliwiając wyciekanie toksyn i innych szkodliwych substancji do tkanki jelitowej, co dalej potęguje przewlekłe, niskie poziomy zapalenia i sprzyja rozwojowi i skupianiu się komórek nowotworowych w guzy.
Nadciągająca fala raka jelita grubego wśród młodych dorosłych
Dane American Cancer Society wskazują na gwałtowny wzrost raka jelita grubego wśród dorosłych poniżej 55 roku życia, przy czym diagnozy u osób w wieku 45–49 lat rosną o 1% rocznie przed rokiem 2019, a o 12% rocznie w okresie do 2022 roku. Osobna analiza sugeruje, że rak jelita grubego należy do najszybciej rosnących nowotworów wśród młodych dorosłych, zwłaszcza w wieku 20–29 lat, gdzie przypadki rosną średnio o 2,4% rocznie. Przewiduje się, że choroba stanie się najczęstszym nowotworem wśród osób poniżej 50 roku życia do roku 2030.
Co dalej: narzędzia do ochrony i odbudowy zdrowego mikrobiomu
Zespół Stanforda dostarcza innym naukowcom narzędzia do przewidywania wpływu leku na bakterie jelitowe, otwierając drogę do strategii chroniących lub szybko odbudowujących zdrowy mikrobiom po leczeniu. Shi powiedział: „Our study pushes a shift from thinking of drugs as acting on a single microbe to thinking of them as acting on an ecosystem. If we can understand and model the ecosystem response, we could one day choose drugs and accompanying diets or probiotics not only based on how well they treat a disease, but also on how they preserve or promote a healthy microbiome.”
Dialog prowadzących badanie i przyszłe kierunki
Dr KC Huang, mikrobiolog i immunolog z Stanfordu, i wiodący badacz, dodał: „Understanding how microbes are competing for food ends up telling a really large part of this collateral damage story. ‘It enables us to predict who is going to live, who is going to die, and makes the ensuing chaos seem really intuitive. I think that’s what we’re most excited about.’
Publikacja i źródła
Badania zostały opublikowane w czasopiśmie Cell. Stanowe prace prowadzone w testach zwierzęcych obejmowały mysz, które kolonizowano ludzkim materiałem kałowym, a następnie używano jej zawartości jelitowej do stworzenia stabilnej wspólnoty mikrobiologicznej, którą można było hodować w naczyniu laboratoryjnym. Zespoły bakteryjne w ich jelitach zawierały dziesiątki różnych gatunków, które współdziałały tak, jakby były w ludzkim organizmie. Eksperyment obejmował ekspozycję myszy na 707 różnych leków, jeden w jednym eksperymencie, wszystkie w tej samej koncentracji. Po wyhodowaniu ponad kilkunastu społeczności bakteryjnych z lekami, testowano, ile z tych społeczności przetrwało po wprowadzeniu leków, składników odżywczych i produktów ubocznych po wymierających szczepach oraz mierzono całkowity wzrost społeczności, aby zobaczyć, o ile każdy lek hamował jej rozwój.
