Кишечные микроорганизмы поглощают лекарственные препараты

Введение

Когда кусочек хлеба проходит через пищеварительную систему, триллионы микроорганизмов, которые живут в нашем кишечнике, помогают организму расщепить этот хлеб, чтобы поглотить питательные вещества. Поскольку человеческий организм не может переваривать определенные вещества, например, твердую клетчатку, микроорганизмы используют химические реакции, которые не может воспроизвести организм человека.

«Но этот вид микробного метаболизма также может быть вредным», — объясняет автор исследования Ваю Майни Рекдал (Vayu Maini Rekdal), сотрудник Гарвардского университета (Harvard University).

По словам Майни Рекдала, кишечные микроорганизмы также могут поглощать и расщеплять лекарственные вещества, зачастую пересекаясь с опасными побочными эффектами.

«В этом случае лекарственное вещество может не достичь своей цели в организме. Это может раскрыть токсичные свойства лекарственного вещества, и наоборот нивелировать его полезные свойства», — продолжает Майни Рекдал.

Актуальность проблемы

При болезни Паркинсона происходит поражение нервных клеток мозга, которые производят дофамин, без которого больной испытывает тремор, ригидность мышц и проблемы с балансом и координацией. L-допа доставляет дофамин в головной мозг для облегчения симптомов. Но только от 1 до 5% препарата на самом деле попадает в головной мозг. Эффективность препарата широко варьируется от пациента к пациенту. Со времен открытия L-допы в конце 1960-х годов исследователи уже знали, что ферменты организма могут расщеплять L-допу в кишечнике, предотвращая попадание препарата в мозг. В связи с этим, фармацевтическая промышленность представила новый лекарственный препарат карбидопу, чтобы нивелировать нежелательный метаболизм L-допы.

«Несмотря на открытие кардидопы, — сказал Майни Рекдал, — существует необъяснимый метаболизм, который различается среди пациентов».

Однако, L-допа не только менее эффективна для некоторых пациентов, но и когда препарат превращается в дофамин вне головного мозга, соединение может вызывать побочные эффекты, включая тяжелые желудочно-кишечные расстройства и нарушения ритма сердца. Если меньшее количество лекарственного вещества попадает в мозг, пациентам зачастую назначают большую концентрацию препарата для снижения симптомов болезни Паркинсона, что потенциально усугубляет побочные эффекты. Майни Рекдал предположил, что причиной нивелирования L-допы могут быть микроорганизмы кишечника, поскольку предыдущие исследования показали, что антибиотики улучшают реакцию пациента на L-допу. Тем не менее, не выявлено, какие виды микроорганизмов могут метаболизировать L-допу. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Science.

Материалы и методы обследования

Сосредоточившись на леводопе (L-допа), основном препарате для лечения болезни Паркинсона, ученые определили, какие бактерии ответственны за разрушение препарата и как остановить это микробное вмешательство. Ученые исследовали бактериальную ДНК, чтобы определить, какие кишечные микроорганизмы имеют гены, кодирующие подобный фермент.

Результаты научной работы

Немногие бактериальные ферменты, такие как Lactobacillus brevis, могут связываться с тирозином — аминокислотой, похожей на L-допу. Некоторые соответствуют их критериям; но только один штамм, Enterococcus faecalis (E. faecalis), полностью метаболизировал L-допу. Исследователи предоставили первые убедительные доказательства, связывающие E. faecalis и фермент бактерий (PLP-зависимую тирозиндекарбоксилазу или TyrDC) с метаболизмом L-допы.

Майни Рекдал предположил, что карбидопа может не проникать в микробные клетки или небольшая структурная дисперсия может помешать препарату взаимодействовать с бактериальным ферментом. Другие препараты могут быть столь же неэффективными, как карбидопа, против подобных структурных преобразований. Ученые обнаружили молекулу, способную ингибировать бактериальный фермент.

«Молекула отключает этот нежелательный бактериальный метаболизм, не уничтожая микроорганизмы; она просто нацелена на ненужный фермент», — объясняет Майни Рекдал.

Это и аналогичные соединения могут стать отправной точкой для разработки новых лекарственных препаратов для улучшения терапии L-допой для пациентов с болезнью Паркинсона.

Бактерии метаболизируют дофамин, производя мета-тирамин в качестве побочного продукта. Такая реакция сложна даже для химиков. Побочный продукт мета-тирамина может способствовать возникновению некоторых вредных эффектов L-допы; необходимо провести дополнительные исследования.

«Все это говорит о том, что кишечные микроорганизмы могут вносить вклад в резкую изменчивость, которая наблюдается в побочных эффектах и эффективности лечения разных пациентов, принимающих L-допу», — утверждает Рекдал.

Авторы другого исследования утверждают, что разработан метод лечения болезни Паркинсона с помощью ультразвука.

Приглашаем подписаться на наш канал в Яндекс Дзен


 
Рейтинг
( 2 оценки, среднее 5 из 5 )
Хусаинов Руслан Халилович/ автор статьи
Должность - Главный редактор, автор статьей E-mail для связи - [email protected] Врач - ультразвуковой диагностики, детский травматолог-ортопед  г. Санкт-Петербург.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: