Обнаружено более 100 лекарств, которые нарушают здоровье кишечника и повышают риск рака толстой кишки

Ученые обнаружили более 140 лекарств, которые изменяют микробиом кишечника, заставляя бактерии конкурировать за питательные вещества. Это явление, как известно, вызывает дисбаланс кишечника и вызывает воспаление, способствующее развитию рака.

Исследователи Стэнфордского университета сосредоточились на распространенных лекарствах, которые воздействуют на огромное количество микробов в кишечнике, потенциально вызывая далеко идущие последствия для метаболизма, реакции иммунной системы и общего состояния здоровья.

Они обнаружили, что потенциально смертельные изменения в кишечнике возникают в результате того, что некоторые лекарства убивают популяции бактерий и изменяют доступность питательных веществ.

В число эффективных препаратов вошли 51 антибиотик, некоторые химиотерапевтические препараты, противогрибковые препараты и антипсихотики, используемые для лечения биполярного расстройства и шизофрении.

Лекарства создали новую среду в кишечнике, в которой выживали наиболее устойчивые к лекарствам бактерии, а более слабые штаммы погибали.

Однако когда лекарства убивают более слабые популяции кишечных бактерий, все сахара, аминокислоты и другие молекулы, на которых они поддерживались, остаются в кишечнике, где могут развиваться более опасные штаммы.

Это позволяет вредным воспалительным видам бурно расти, что может навсегда изменить баланс кишечника, создавая состояние, которое способствует рак.

Выжившие бактерии способны изменить микробиом организма, совокупность здоровых бактерий, которые укрепляют иммунную систему и борются с вирусами, в провоспалительное состояние. повышение риска колоректального рака.

Ведущий исследователь доктор Хандуо Ши сказал в своем заявлении: «Другими словами, лекарства не просто убивают бактерии; они также перетасовывают «шведский стол» в нашем кишечнике, и эта перестановка определяет, какие бактерии выигрывают».

Доктор К.К. Хуанг, микробиолог и иммунолог из Стэнфорда и ведущий исследователь, добавил: «Понимание того, как микробы конкурируют за пищу, в конечном итоге объясняет действительно большую часть этой истории побочного ущерба.

«Это позволяет нам предсказывать, кто выживет, а кто умрет, и делает наступающий хаос по-настоящему интуитивным. Я думаю, это то, что нас больше всего волнует».

Исследовательская группа взяла образец человеческих фекалий, использовала его для колонизации мышей, а затем использовала содержимое кишечника для создания стабильного микробного сообщества, которое можно было выращивать в лабораторной чашке.

Бактериальное сообщество в их кишечнике содержало десятки различных видов, взаимодействующих так же, как и в кишечнике человека.

Затем они подвергли мышей воздействию 707 различных препаратов, по одному на эксперимент, в одинаковой концентрации.

Вырастив более дюжины сообществ бактерий с помощью лекарств, они проверили, сколько из этих сообществ бактерий выжило после введения лекарств, питательных веществ и отходов, оставшихся от умирающих штаммов, и измерили общий рост сообщества в целом, чтобы увидеть, насколько каждое лекарство ингибирует его.

Ключевой пример, обнаруженный исследователями, относится к двум полезным видам бактерий, которые выжили в пробирке при воздействии противогрибкового препарата бифоназола. Бактерии полагаются на железосодержащую молекулу, называемую гем, для питания, как добавили ученые.

В кишечнике те же самые бактерии не получают гем напрямую и вынуждены полагаться на другие бактерии для его производства и снабжения. Однако противогрибковый препарат убил бактерии, которые обычно производят это важнейшее соединение. прекращение поставок пищи этому виду.

Внезапно испытывая голод и ослабление, полезные виды бактерий стали уязвимы для лекарств, которым они раньше могли сопротивляться, позволяя вредным штаммам бактерий поглощать оставшиеся питательные вещества и процветать.

Ущерб, нанесенный 141 препаратом, который уничтожал целые сообщества бактерий, часто был необратимым, поскольку сообщества не могли вернуться в исходное состояние после прекращения приема лекарств.

Возникающий в результате дисбаланс создает состояние хронического воспаления в кишечнике, которое может повредить ДНК клеток толстой кишки и стимулировать процессы, ведущие к колоректальному раку.

Несбалансированный микробиом также разрушает слизистый барьер, выстилающий кишечник, позволяя токсинам и другим вредным веществам проникать в ткань кишечника, что еще больше способствует постоянному вялотекущему воспалению и стимулирует развитие и слипание раковых клеток в опухоли.

Дисбаланс, также известный как дисбактериоз, может производить вредные отходы и побочные продукты, которые, как известно, способствуют раку, включая колибактин, вырабатываемый некоторыми бактериями E. coli.

Колибактин повреждает ДНК клеток толстой кишки, что приводит к мутациям, влияющим на развитие рака.

Врачи по всей территории США уже много лет бьют тревогу по поводу растущего числа бактериальных штаммов, которые становятся устойчивыми к обычным антибиотикам и требуют высоких доз менее часто используемых лекарств.

Эти устойчивые к лекарствам инфекции с тех пор получили название «супербактерии».

Последнее исследование Американского онкологического общества выявило резкий всплеск заболеваемости колоректальным раком среди взрослых в возрасте до 55 лет, при этом число диагнозов у людей в возрасте от 45 до 49 лет ускорилось с ежегодного роста на один процент до 2019 года до ежегодного роста на 12 процентов до 2022 года.

Отдельный анализ показал, что рак толстой кишки является одним из наиболее быстро растущих видов рака у молодых людей, особенно в возрасте от 20 до 29 лет. число случаев выросло на 2,4 процентов в год в среднем.

Уже прогнозируется, что к 2030 году это заболевание станет наиболее распространенным раком у людей в возрасте до 50 лет.

Работа команды из Стэнфорда дает другим ученым инструмент для прогнозирования воздействия лекарства на кишечные бактерии, открывая двери для стратегий, которые защищают или быстро восстанавливают здоровый микробиом после лечения.

Ши сказал: «Наше исследование подталкивает к переходу от представления о лекарствах как о воздействии на один микроб к представлению о том, что они действуют на экосистему.

«Если мы сможем понять и смоделировать реакцию экосистемы, однажды мы сможем выбирать лекарства и сопутствующие диеты или пробиотики не только на основе того, насколько хорошо они лечат болезнь, но также на том, как они сохраняют или способствуют здоровому микробиому».

Их выводы были опубликованы в журнале Клетка.