«Антибиотики взаимодействуют с клетками, особенно иммуноцитами, способами, которыми мы не ожидали», сказал co-first автор Джейсон Янг, постдокторский ученый в Широком Институте и MIT. «И биохимический контекст, измененный антибиотиками и клетками в окружающей ткани, имеет значение, когда Вы пытаетесь предсказать, как препарат мог бы работать у различных людей или у различных инфекций».Перед лицом растущей угрозы устойчивости к антибиотикам понимание бесчисленных воздействий антибиотиков является также критической целью для исследователей и клиницистов, формулирующих лучшее лечение. Ведущий автор Джеймс Коллинз – член института в Широком, преподаватель в MIT и основной преподаватель в Институте Wyss – и его лаборатория ранее показали, что несколько типов антибиотиков могут повредить митохондрии у мышей и в человеческих эпителиальных клетках, и что бактериальная восприимчивость к наркотикам может быть затронута маленькими молекулами, названными метаболитами, выпущенными клетками как промежуточные звенья их метаболических реакций.
Ян и его коллеги подозревали, что лечение антибиотиками могло бы далее изменить микроокружающую среду инфекции способами, которые влияют на бактерии и иммуноциты. Чтобы заняться расследованиями, команда рассматривала мышей, зараженных бактериями кишечной палочки с обычно используемым антибиотиком, названным ципрофлоксацином, которым назначают через питьевую воду животных при концентрациях относительно того, что человек получит и определил количество биохимических изменений.Исследователи нашли, что лечение антибиотиками выявило системные изменения в метаболитах – не, влияя на микробиом, а действуя непосредственно на ткани мыши.
На дальнейшем расследовании команда решила, что метаболиты, выпущенные клетками мыши, сделали E. coli более стойким к ципрофлоксацину. Антибиотическое воздействие также ослабило свободную функцию, запретив дыхательную деятельность в иммуноцитах: Макрофаги отнеслись с ципрофлоксацином, меньше смогли охватить и убить E. coli бактерии.«Вы обычно предполагаете, что антибиотики значительно повлияют на бактериальные клетки, и все же здесь они, кажется, вызывают ответы в клетках млекопитающих», сказал Коллинз. «Наркотики вызывают изменения, которые на самом деле контрпродуктивны к усилию по лечению.
Они уменьшают бактериальную восприимчивость к антибиотикам, и сами наркотики уменьшают функциональную выгоду иммуноцитов».Результаты подчеркивают потенциал антибиотиков, чтобы смодулировать иммунную систему и показать важность метаболической микроокружающей среды в решении инфекции. «Аспекты этой работы указывают, что биохимическое разнообразие могло быть водителем различных результатов медикаментозного лечения», сказал Янг. «Если у нас есть лучшее понимание определенных эффектов, что антибиотики могут иметь на различных клетках, которые могут помочь нам принять решения относительно того, как лучше лечить инфекцию».
Перевод результатов к здоровью человека потребует большего количества дополнительной работы. «Мы должны сделать дополнительные исследования на животных под более широким рядом условий с более широким диапазоном антибиотиков, и потенциально измерить метаболиты в человеческих пациентах, проходящих лечение, чтобы видеть то, что еще могло бы происходить», сказал Коллинз.