Τα αντιβιοτικά επηρεάζουν το μικροβίωμα του εντέρου: Νέα έρευνα

Το μικροβίωμα του εντέρου κάθε ατόμου περιέχει μια συγκεκριμένη κοινότητα μικροοργανισμών που -κανονικά- παραμένει σταθερή για χρόνια. Ωστόσο, μπορεί να αλλάξει η ισορροπία αυτή από διάφορους παράγοντες όπως διατροφικές αλλαγές, λοιμώξεις ή φάρμακα.

Ειδικά τα αντιβιοτικά έχουν ισχυρή επίδραση στο μικροβίωμα.

Ως απόκριση, οι μικροοργανισμοί χρησιμοποιούν διάφορους μηχανισμούς ανθεκτικότητας, με μεμονωμένους βακτηριακούς πληθυσμούς να εξελίσσονται μέσω επιλογής παραλλαγών ανθεκτικών στα αντιβιοτικά.

Ωστόσο, η έκταση και οι μηχανισμοί αυτών των διεργασιών και ο αντίκτυπός τους στο μικροβίωμα είναι ελάχιστα κατανοητοί μέχρι σήμερα.

Σε μια αναλυτική μεταγονιδιωματική μελέτη, οι επιστήμονες του Γερμανικού Κέντρου Έρευνας Λοιμώξεων (DZIF – Deutschen Zentrum für Infektionsforschung Forschungsbereiche), καθηγητές Bärbel Stecher και Alice McHardy, μαζί με μια διεθνή ερευνητική ομάδα, ερεύνησαν την εξέλιξη των εντερικών βακτηρίων που εκτέθηκαν σε επανειλημμένες διαταραχές από τα αντιβιοτικά.

Πώς έγινε η έρευνα

Για τον σκοπό αυτό, χρησιμοποίησαν ένα μοντέλο με ποντίκια των οποίων το εντερικό σύστημα διατηρήθηκε χωρίς καθόλου μικρόβια και εν συνεχεία αποικίστηκε τεχνητά και σταθερά με μια γνωστή κοινότητα βακτηρίων. Αυτό το μοντέλο επιτρέπει εξελικτικές μελέτες μεμονωμένων μελών της κοινότητας στον φυσικό ξενιστή κάτω από καλά καθορισμένες και ελεγχόμενες συνθήκες.

Στη συνέχεια, οι ερευνητές ανέλυσαν τις επιδράσεις διαφορετικών κατηγοριών αντιβιοτικών στο μικροβίωμα σε διάστημα 80 ημερών. Χρησιμοποιώντας μεταγονιδιωματικές αναλύσεις, παρακολούθησαν την επιλογή των βακτηρίων να αναπτύξουν πιθανές μεταλλάξεις που προάγουν την αντίστασή τους στα αντιβιοτικά και στη συνέχεια ανέλυσαν τα χαρακτηριστικά των εξελιγμένων αυτών βακτηριακών κλώνων.

Τι ανακάλυψαν

“Ήμασταν σε θέση να παρακολουθήσουμε το πώς η επαναλαμβανόμενη αντιβιοτική θεραπεία οδηγεί στην επιλογή των ανθεκτικών στα αντιβιοτικά συγγενικών βακτηρίων, τα οποία μετά από λίγο αυξάνουν την ανθεκτικότητα όλης της μικροβιακής κοινότητας σε ορισμένα αντιβιοτικά, όπως οι τετρακυκλίνες.

Εκτός από την προσαρμογή του μικροβιώματος μέσω της εξέλιξης μεμονωμένων μικροοργανισμών, βρήκαμε επίσης στοιχεία ανάπτυξης ανθεκτικότητας από μεμονωμένα βακτήρια μέσω της επιβράδυνσης της κυτταρικής ανάπτυξης. Το μικροβίωμα προσαρμόζεται στα αντιβιοτικά, ας το πούμε έτσι, και μπορεί να τα αντέξει καλύτερα”, είπε ο καθηγητής Stecher.

Επιπλέον, η ερευνητική ομάδα παρατήρησε μια αύξηση σε οργανισμούς (προφάγοι – prophages) που προκαλείται μετά από θεραπεία με ορισμένα αντιβιοτικά. Σε αυτήν τη διαδικασία, ενεργοποιούνται κάποιοι βακτηριοφάγοι που πολλαπλασιάζονται και διασπούν τα κύτταρα-ξενιστές, απελευθερώνοντας νέα ιικά σωματίδια.

“Αυτό είναι ένα παράδειγμα του πώς τα αντιβιοτικά μπορούν να επηρεάσουν έμμεσα και την επιβίωση των βακτηρίων”, είπε ο δρ. Philipp Münch, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.

Συνολικά, η μελέτη δείχνει μια τεράστια ποικιλομορφία στην απόκριση του μικροβιώματος στα αντιβιοτικά.

“Λόγω αυτής της υψηλής πολυπλοκότητας των άμεσων και έμμεσων αποκρίσεων του μικροβιώματος στα αντιβιοτικά, είναι δύσκολο να προβλεφθεί ποια είδη θα επηρεαστούν από μια αντιβιοτική θεραπεία, ακόμη και σε ζωικά μοντέλα με καθορισμένη κοινότητα μικροοργανισμών”, συνοψίζει η καθηγήτρια Alice McHardy.