Studie untersucht Potenzial für Darm microbiome ändern, um Arzneimittelsicherheit und Wirksamkeit
Forscher an der Princeton University entwickelt haben, eine systematische Herangehensweise für die Bewertung, wie die mikrobielle Gemeinschaft in unserem Darm können chemisch umzuwandeln oder zu verstoffwechseln, orale Medikamente in einer Weise, die Auswirkungen auf Ihre Sicherheit und Wirksamkeit.
Die neue Methodik bietet ein vollständigeres Bild davon, wie die Darmbakterien verstoffwechseln Medikamente, und Unterstützung der Entwicklung von Medikamenten, die effektiver sind, haben weniger Nebenwirkungen und sind individuell zu individuellen mikrobiom.
Die Studie wurde veröffentlicht Juni 10 in der Fachzeitschrift Cell.
Frühere Studien haben untersucht, wie sich einzelne Arten von Darmbakterien verstoffwechseln können orale Medikamente. Das neue framework ermöglicht die Bewertung von einer person die gesamte mikrobielle Gemeinschaft auf einmal.
„Im Grunde haben wir nicht laufen und verstecken sich aus der Komplexität der mikrobiom -, sondern nehmen wir es,“ sagte Mohamed S. Donia, assistant professor für molekulare Biologie. „Dieser Ansatz ermöglicht uns einen ganzheitlichen und realistischer Blick auf das mikrobiom Beitrag zum Stoffwechsel von Medikamenten.“
Das team verwendet den Ansatz zu bewerten, den Darm mikrobiom Wirkung auf die Hunderte von gemeinsamen Medikamente bereits auf dem Markt. Der Darm sind die primären region, wo Pillen und flüssige Medikamente werden in den Körper aufgenommen.
Die Forscher identifizierten 57 Fälle, in denen Darmbakterien verändern, bestehende orale Medikamente. Achtzig Prozent von denen, die bisher nicht gemeldet, betonte das Potenzial der Methode für die Aufdeckung von unbekannten Drogen-mikrobiom Interaktion.
Diese änderungen reichen von der Umwandlung der Medizin in einem inaktiven Zustand—, die zu reduzieren kann seine Wirksamkeit zu konvertieren, das Medikament in einer form, die giftig, potenziell verursachen Nebenwirkungen.
Der Rahmen könnte Hilfe drug discovery durch die Identifizierung potentieller Arzneimittel-mikrobiom Interaktion schon früh in der Entwicklung, Information der Formulierung ändert. Der Ansatz kann auch helfen, die während der klinischen Studien, um besser zu analysieren, die Toxizität und Wirksamkeit von Medikamenten getestet.
Die Därme sind Heimat für Hunderte von Arten von Bakterien. Das make-up von diesen Gemeinden—welche Arten von Bakterien und wie viele von jeder Art—kann erheblich variieren von person zu person.
„Dieser inter-person-Variabilität unterstreicht, warum das Studium einer einzelnen bakteriellen Spezies, die es unmöglich macht, zu vergleichen, die mikrobiom-die den Stoffwechsel von Medikamenten zwischen Individuen,“ Donia sagte. „Wir studieren müssen um die gesamte mikrobielle Gemeinschaft.“
Die Forscher fanden heraus, dass manche Menschen die microbiomes hatte wenig Wirkung auf ein bestimmtes Medikament, während die andere microbiomes hatte einen signifikanten Effekt, die zeigen, wie wichtig die Gemeinschaft der Bakterien—anstatt nur einzelne Arten—ist auf den Stoffwechsel von Medikamenten.
„Jeder mikrobiom einzigartig, und wir waren in der Lage, um zu sehen, dass in unserer Studie,“ sagte Bahar Javdan, ein M. D.-Ph. D.-student in der molekularen Biologie und co-erste Autor auf der Studie. „Wir beobachten drei wichtigsten Kategorien—Medikamente, wurden konsequent abgebaut, indem alle die microbiomes in unserer Studie, die Drogen, die wurden umgewandelt, die von einigen und nicht von anderen, und Drogen, waren nicht Gegenstand einer mikrobiom-abgeleitet Stoffwechsel.“
Der methodische Ansatz könnte wertvoll sein für die Personalisierung der Behandlung, um das microbiome jeden Patienten. Zum Beispiel, der Rahmen könnte helfen, vorherzusagen, wie ein bestimmtes Medikament zu Verhalten, und schlagen vor, änderungen der therapeutischen Strategie, wenn unerwünschte Wirkungen sind vorhergesagt.
„Dies ist ein Fall, wo Medizin und ökologie aufeinander treffen,“ sagte Jaime Lopez, student im Aufbaustudium in der Lewis-Sigler Institut für Integrative Genomik und co-erste Autor auf der Studie, die dazu beitrugen, die rechnerische und quantitative Analyse der Daten. „Die Bakterien in dieser mikrobiellen Gemeinschaften gegenseitig helfen, zu überleben, und Sie beeinflussen einander die enzymatische profile. Dies ist etwas, was Sie nie erfassen, wenn Sie nicht studieren, es in einer Gemeinschaft.“
Der Rahmen umfasst vier Schritte für die systematische Auswertung der Darm-mikrobiom-die Auswirkungen auf Drogen.
Erstens, die Forscher sammelten 21 fäkale Proben, die von anonymen Spendern und katalogisiert die Bakterien-Arten Leben in jedem einzelnen. Sie fanden heraus, dass der Geber jeder hatte eine einzigartige mikrobielle Gemeinschaft in Ihren Eingeweiden, und dass die Mehrheit dieser personalisierten Gemeinden angebaut werden können, die in einem Labor gezüchtet-system, das Sie entwickelt.
Nächste, Sie getestet 575 FDA-zugelassenen Medikamente zu sehen, wenn Sie chemisch verändert, indem Sie eine der 21 kultivierten microbiomes, und dann getestet, die eine Teilmenge der Drogen mit allen kultivierten microbiomes. Hier fanden Sie mikrobiom-abgeleiteten Metaboliten, die noch nie zuvor berichtet, als auch diejenigen, die gemeldet wurden, in der Mensch und Nebenwirkungen mit sich bringen, aber Ihre Herkunft war unbekannt. Sie finden Fällen, in denen alle Spender microbiomes durchgeführt, die gleichen Reaktionen auf das Medikament, und andere, in denen nur eine Teilmenge hat.
Dann untersuchten Sie die Mechanismen, durch die einige der geänderten Drogen geändert, indem die kultivierten microbiomes. Um zu verstehen, wie genau die Transformationen, die begangen wurden, verfolgt die Quelle der chemischen Transformationen, die bestimmte Bakterien und bestimmte Gene in die Bakterien. Sie haben auch gezeigt, dass das mikrobiom-abgeleitet Stoffwechsel-Reaktionen, die vor, auf diese Weise kann rekapituliert werden in einem Maus-Modell der erste Schritt bei der Anpassung des Ansatzes für die menschliche Entwicklung von Arzneimitteln.