Xavier Boyer Les antibiotiques sont des médicaments vitaux, mais ils peuvent également nuire aux microbes bénéfiques qui vivent dans l’intestin humain. Suite à un traitement antibiotique, certains clients sont à risque de développer une swelling ou des bacterial infections opportunistes telles que Clostridiodes difficile. L’utilisation aveugle d’antibiotiques sur les microbes intestinaux peut également contribuer à la propagation de la résistance aux médicaments.
Dans un effort and hard work pour réduire ces risques, les ingénieurs du MIT ont développé une nouvelle façon d’aider à protéger la flore naturelle du tube digestif humain. Ceux-ci comprennent l’ampicilline, l’amoxicilline et d’autres médicaments couramment utilisés.
il protège le microbiote dans l’intestin mais permet aux niveaux d’antibiotiques circulant dans le sang de rester élevés, ont découvert les chercheurs dans une étude sur des souris.
déclare James Collins, professeur Termeer de génie médical et de sciences à l’Institut de génie médical et des sciences (IMES) du MIT. et Département de génie biologique, et l’auteur principal de la nouvelle étude.
Andres Cubillos-Ruiz PhD ’15, chercheur à l’IMES et au Wyss Institute for Biologically Influenced Engineering de l’Université de Harvard, est l’auteur principal de l’article. Parmi les autres auteurs figurent les étudiants diplômés du MIT Miguel Alcantar et Pablo Cardenas, la scientifique du staff du Wyss Institute Nina Donghia et le chercheur scientifique du Broad Institute Julian Avila-Pacheco.
Protéger l’intestin
Au cours des deux dernières décennies, la recherche a révélé que les microbes de l’intestin humain jouent un rôle important non seulement dans le métabolisme, mais également dans la fonction immunitaire et le fonctionnement du système nerveux.
“Tout au extensive de votre vie, ces microbes intestinaux s’assemblent en une communauté très diversifiée qui accomplit des fonctions importantes dans votre corps”, explique Cubillos-Ruiz. “Le problème survient lorsque des interventions telles que des médicaments ou des régimes alimentaires particuliers affectent la composition du microbiote et créent un état altéré. Certains groupes microbiens disparaissent, et l’activité métabolique d’autres augmente. Ce déséquilibre peut entraîner divers problèmes de santé..”
Une complication majeure qui peut survenir est l’infection à C. difficile, un microbe qui vit généralement dans l’intestin mais qui ne bring about généralement pas de dommages. Cependant, lorsque les antibiotiques tuent les souches qui entrent en compétition avec C. difficile, ces bactéries peuvent prendre le relais et provoquer des diarrhées et des colites. C.
Les médecins prescrivent parfois des probiotiques (mélanges de bactéries bénéfiques) aux personnes qui prennent des antibiotiques, mais ces probiotiques sont généralement également sensibles aux antibiotiques et ne reproduisent pas entièrement le microbiote natif présent dans l’intestin.
“Les probiotiques regular ne peuvent pas être comparés à la diversité des microbes indigènes”, déclare Cubillos-Ruiz. “Ils ne peuvent pas accomplir les mêmes fonctions que les microbes indigènes que vous avez nourris tout au lengthy de votre vie.”
Pour protéger le microbiote des antibiotiques, les chercheurs ont décidé d’utiliser des bactéries modifiées. qui est normalement utilisée dans la output de fromage, pour délivrer une enzyme qui décompose les antibiotiques bêta-lactamines. Ces médicaments représentent environ 60 % des antibiotiques prescrits aux États-Unis.
Lorsque ces bactéries sont administrées par voie orale, elles peuplent de manière transitoire les intestins. Cette enzyme décompose ensuite les antibiotiques qui atteignent le tractus intestinal. Lorsque les antibiotiques sont administrés par voie orale, les médicaments pénètrent dans la circulation sanguine principalement à partir de l’estomac, de sorte que les médicaments peuvent encore circuler dans le corps à des niveaux élevés. qui finissent également par atteindre l’intestin. Une fois leur travail terminé, les bactéries modifiées sont excrétées par le tube digestif.
L’utilisation de bactéries modifiées qui dégradent les antibiotiques pose des exigences de sécurité uniques : les enzymes bêta-lactamases confèrent une résistance aux antibiotiques aux cellules abritantes et leurs gènes peuvent facilement se propager entre différentes bactéries. Pour résoudre ce problème. Ils ont divisé le gène de la bêta-lactamase en deux morceaux, chacun codant pour un fragment de l’enzyme. Ces segments de gène sont situés sur différents morceaux d’ADN, ce qui rend très peu probable que les deux segments de gène soient transférés à une autre cellule bactérienne.
Ces fragments de bêta-lactamase sont exportés hors de la cellule où ils se réassemblent, restaurant la fonction enzymatique. La bêta-lactamase étant désormais libre de se diffuser dans le milieu environnant, son activité devient un « bien community » pour les communautés bactériennes intestinales. Cela empêche les cellules modifiées d’acquérir un avantage sur les microbes intestinaux natifs.
déclare Cubillos-Ruiz.
Maintenir la diversité microbienne
les chercheurs ont administré aux souris deux doses orales de la bactérie modifiée pour chaque injection d’ampicilline. Les bactéries modifiées se sont rendues dans l’intestin et ont commencé à libérer de la bêta-lactamase. Chez ces souris, les chercheurs ont découvert que la quantité d’ampicilline circulant dans le sang était aussi élevée que celle des souris qui n’avaient pas reçu la bactérie modifiée.
Dans l’intestin, les souris qui ont reçu des bactéries modifiées ont maintenu un niveau de diversité microbienne beaucoup in addition élevé que les souris qui n’ont reçu que des antibiotiques. Chez ces souris. De furthermore, aucune des souris qui ont reçu les bactéries modifiées n’a développé d’infections opportunistes à C. difficile, tandis que toutes les souris qui n’ont reçu que des antibiotiques ont montré des niveaux élevés de C. difficile dans l’intestin.
tout en préservant l’efficacité de l’antibiotique, car or truck vous ne modifiez pas les niveaux dans la circulation sanguine”, déclare Cubillos-Ruiz.
En revanche, ils ont trouvé de nombreux gènes de résistance aux antibiotiques dans les microbes qui ont survécu chez les souris qui ont reçu des antibiotiques, mais pas les bactéries modifiées. Ces gènes peuvent être transmis à des bactéries nocives, aggravant ainsi le problème de la résistance aux antibiotiques.
Les chercheurs prévoient maintenant de commencer à développer une model du traitement qui pourrait être testée chez les personnes à haut risque de développer des maladies aiguës qui découlent de la dysbiose intestinale induite par les antibiotiques, et ils espèrent qu’à terme, il pourrait être utilisé pour protéger toute personne qui a besoin de prendre des antibiotiques pour les bacterial infections en dehors de l’intestin.
“Si l’action antibiotique n’est pas nécessaire dans l’intestin, alors vous devez protéger le microbiote. vous portez un tablier en plomb pour protéger le reste de votre corps des rayonnements ionisants”, dit Cubillos-Ruiz. “Aucune intervention antérieure ne pouvait offrir ce niveau de safety. Grâce à notre nouvelle technologie, nous pouvons rendre les antibiotiques plus sûrs en préservant les microbes intestinaux bénéfiques et en réduisant les risques d’émergence de nouvelles variantes résistantes aux antibiotiques.”
La recherche a été financée par la Defense Threat Reduction Agency, le Paul G. Allen Frontiers Team, le Wyss Institute et une bourse de recherche de troisième cycle de la Countrywide Science Basis.
