Los antibióticos normalmente actúan en concierto con el sistema inmunitario de un organismo para eliminar una infección. Sin embargo, los medicamentos pueden tener efectos secundarios generales, incluida la eliminación de bacterias "buenas" en el curso de la lucha contra un patógeno. Un nuevo estudio dirigido por investigadores delEl Broad Institute of MIT y Harvard, MIT y el Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada han demostrado que los antibióticos también pueden reducir la capacidad de las células inmunes del ratón para matar bacterias, y que los cambios en el entorno bioquímico provocados directamente por el tratamiento pueden proteger al patógeno bacterianoEl trabajo fue publicado en célula huésped y microbio .
"Los antibióticos interactúan con las células, particularmente las células inmunes, de maneras que no esperábamos", dijo el coprimer autor Jason Yang, un investigador postdoctoral en el Broad Institute y el MIT. "Y el contexto bioquímico, alterado por los antibióticos y las célulasen el tejido circundante, es importante cuando intentas predecir cómo podría funcionar un medicamento en diferentes personas o en diferentes infecciones ".
Ante la creciente amenaza de resistencia a los antibióticos, comprender la gran cantidad de impactos de los antibióticos también es un objetivo crítico para los investigadores y los médicos que formulan mejores tratamientos. Autor principal James Collins, miembro del instituto en Broad, profesor en el MIT, y núcleomiembro de la facultad del Instituto Wyss, y su laboratorio han demostrado previamente que varios tipos de antibióticos pueden dañar las mitocondrias en ratones y en células epiteliales humanas, y que la susceptibilidad bacteriana a las drogas puede verse afectada por moléculas pequeñas, llamadas metabolitos, liberados por las células comointermedios de sus reacciones metabólicas.
Yang y sus colegas sospecharon que el tratamiento con antibióticos podría alterar aún más el microambiente de la infección de manera que impacta las bacterias y las células inmunes. Para investigar, el equipo trató a los ratones infectados por la bacteria Escherichia coli con un antibiótico de uso común llamado ciprofloxacina, administrado a través de los animales 'beber agua en concentraciones relativas a lo que un humano recibiría, y cuantificó los cambios bioquímicos.
Los investigadores descubrieron que el tratamiento con antibióticos provocó cambios sistémicos en los metabolitos, no al influir en el microbioma, sino al actuar directamente sobre los tejidos del ratón. En una investigación adicional, el equipo determinó que los metabolitos liberados por las células del ratón hicieron que E. coli sea más resistentea la ciprofloxacina. La exposición a antibióticos también dañó la función inmune al inhibir la actividad respiratoria en las células inmunes: los macrófagos tratados con ciprofloxacina fueron menos capaces de engullir y matar la bacteria E. coli.
"Por lo general, se supone que los antibióticos tendrán un impacto significativo en las células bacterianas y, sin embargo, aquí parecen estar provocando respuestas en las células de mamíferos", dijo Collins. "Los medicamentos están produciendo cambios que en realidad son contraproducentes para el esfuerzo del tratamiento. Reducen elsusceptibilidad bacteriana a los antibióticos, y las drogas mismas reducen el beneficio funcional de las células inmunes ".
Los resultados resaltan el potencial de los antibióticos para modular el sistema inmune y revelan la importancia del microambiente metabólico para resolver una infección. "Los aspectos de este trabajo indican que la diversidad bioquímica podría ser un impulsor de los diferentes resultados del tratamiento farmacológico", dijo Yang"Si comprendemos mejor los efectos específicos que los antibióticos pueden tener en diferentes células, eso puede ayudarnos a tomar decisiones sobre cómo tratar mejor la infección".
La traducción de los hallazgos a la salud humana requerirá más trabajo de seguimiento. "Necesitamos realizar estudios adicionales en animales bajo una gama más amplia de condiciones con una gama más amplia de antibióticos, y potencialmente medir los metabolitos en pacientes humanos sometidos a tratamiento, para ver quéde lo contrario podría estar sucediendo ", dijo Collins.
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Materiales proporcionado por Instituto Amplio del MIT y Harvard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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