Обикновено антибиотиците работят съвместно с имунната система на организма, за да елиминират инфекцията; но тези лекарства могат да имат обширни странични ефекти, като убиване на "добри" бактерии в хода на борбата с патогена.

способността

Ново проучване, ръководено от изследователи от Широкия институт на Масачузетския технологичен институт (MIT) и Харвардския университет и Института за биологично вдъхновение Wyss, всички в САЩ, показа, че антибиотиците могат също да намалят капацитета на имунните клетки на мишка за убиване на бактерии и че промените в биохимичната среда, пряко причинени от лечението, могат да защитят бактериалния патоген.

„Антибиотиците взаимодействат с клетките, особено имунните клетки, по начин, по който не сме очаквали“, казва съавторът Джейсън Ян, постдокторант в Broad Institute и MIT. А биохимичният контекст, изменен от антибиотиците и клетките на околната тъкан, е важен, когато се опитвате да предскажете как дадено лекарство може да действа при различни хора или при различни инфекции. ".

С оглед на нарастващата заплаха от антибиотична резистентност, разбирането на безбройните въздействия на антибиотиците също е критична цел за изследователите и клиницистите, които формулират по-добро лечение. Водещият автор Джеймс Колинс, стипендиант от Института Broad, професор в MIT и старши преподавател в Института Wyss, и неговата лаборатория вече са показали, че различни видове антибиотици могат да увредят митохондриите при мишки и в човешки епителни клетки и че чувствителността на бактериите към лекарства може да бъде повлияна от малки молекули, наречени метаболити, освободени от клетките като междинни продукти на техните метаболитни реакции.

Ян и колегите му подозираха, че лечението с антибиотици може допълнително да промени микросредата на инфекцията по начини, които засягат бактериите и имунните клетки. За да разследва този проблем, екипът лекува мишки, заразени с бактерията Escherichia coli, с често използван антибиотик, наречен ципрофлоксацин, администриран през питейната вода на животните в концентрации спрямо това, което ще получи човек, и определя количествено промените.

Промени в метаболитите

Учените установили, че антибиотичното лечение е причинило системни промени в метаболитите, не чрез въздействие върху микробиома, а чрез директно въздействие върху тъканите на експерименталния модел. При по-нататъшно проучване екипът установи, че метаболитите, освободени от клетките в експерименталния модел, причиняват „Е. coli 'е по-устойчив на ципрофлоксацин. Излагането на антибиотици също нарушава имунната функция чрез инхибиране на дихателната активност в имунните клетки: макрофагите, лекувани с ципрофлоксацин, са по-малко способни да погълнат и убият 'E. коли.

"Обикновено се предполага, че антибиотиците ще имат значително въздействие върху бактериалните клетки и въпреки това тук те изглежда предизвикват реакции в клетките на бозайници", казва Колинс. „Лекарствата произвеждат промени, които наистина са контрапродуктивни за усилията за лечение. Те намаляват чувствителността на бактериите към антибиотици, а самите лекарства намаляват функционалната полза от имунните клетки ”, добавя той.

Резултатите, подробно описани в статия, публикувана този четвъртък в "Cell Host & Microbe", подчертават потенциала на антибиотиците да модулират имунната система и разкриват значението на метаболитната микросреда за разрешаване на инфекция. "Аспектите на тази работа показват, че биохимичното разнообразие може да бъде двигател на различните резултати от лечението на наркотици", каза Ян. Ако разберем по-добре специфичните ефекти, които антибиотиците могат да имат върху различни клетки, това може да ни помогне да вземем решение за това как най-добре да лекуваме инфекцията. ".

Превеждането на констатациите в човешкото здраве ще изисква повече последващи дейности. „Трябва да проведем допълнителни проучвания върху животни в по-широк диапазон от състояния с по-голям набор от антибиотици и потенциално да измерим метаболитите при пациенти, подложени на лечение, за да видим какво друго може да се случи“, заключава Колинс.