A baktériumok vírusai gyakran integrálódnak profágként a baktériumok genomjába, és a gazdaszervezettel együtt passzívan replikálódnak. Egyes környezeti feltételek profágindukciót eredményeznek, ilyenkor a vírus a passzív profág-replikációról lyticus replikációra vált, és elpusztítja a baktériumot. A humán bélben milliárdnyi szimbionta mikroorganizmus él, amiket a növekvő gyógyszerfogyasztás jelenleg még többnyire ismeretlen módon befolyásol. Kimutatták már, hogy számos xenobiotikum (orálisan elfogyasztott anyag) gátolja a bélbaktériumok osztódását, jelen in vitro vizsgálat pedig annak járt utána, hogy öt gyakran használt gyógyszerosztály tagjai eredményeznek-e nyolc különféle fajba tartozó, profághordozó humán bélbaktériumban profágindukciót.

A bélből izolált baktériumfajok fele tartalmaz profágot, amik jelentős ökológiai szereppel bírnak, így pl. akadályozzák a kórokozó vírusokkal való felülfertőződést, és számos olyan gént is hordoznak, amik részt vesznek az aminosav-, a szénhidrát-, a nukleotid-, a lipid-, sőt a xenobiotikus metabolizmusban. A profágindukciót tipikusan a bakteriális genom sérülése váltja ki.

Steven G. Sutcliffe és munkatársai vizsgálatukhoz nyolc olyan baktériumfajt választottak a humán mikrobiomból, amelyek jól reprezentálják a bélben élő baktériumtörzseket (Bacteroidetes: Bacteroides caccae, Bacteroides ovatus, Bacteroides eggerthii; Firmicutes: Clostridium beijerinckii, Clostridium scindens, Enterococcus faecalis; Proteobacteria: Escherichia coli; Actinobacteria: Bifidobacterium longum subsp. infantis). A baktériumokat a humán vastagbélüreget szimuláló, anaerob körülmények között növesztették, majd a baktériumtenyészeteket kezelték az oldott állapotú gyógyszerekkel. Az alkalmazott gyógyszer-koncentrációkat igyekeztek a vastagbélben jellemző gyógyszer-koncentrációkhoz igazítani, amit az orális felhasználású gyógyszerek humán dózisa és biohasznosulási adatai alapján számítottak ki. Négy olyan gyógyszer-kategóriát választottak ki, amelyek korábbi tanulmányok szerint hatással vannak az emberi bélbaktériumokra: nem szteroid gyulladáscsökkentők (NSAID: diklofenák, ibuprofen, tolmetin), kemoterápia (busulfan, fludarabin), szívgyógyszerek (digoxin) és antibiotikumok (ampicillin, ciprofloxacin, norfloxacin, streptonigrin, mitomicin), valamint megnézték a leggyakrabban alkalmazott nem receptköteles fájdalomcsillapító, a paracetamol profágindukáló hatását is (összesen 12 különböző gyógyszer). A direkt antibakteriális hatáson kívül mérték a vírusszerű részecskék (VLP) számának növekedését is a különböző bakteriális izolátumokban, a tisztított virális DNS-t pedig szekvenálással azonosították.

A kezelt baktériumtenyészetek 13%-ában alakult ki növekedésgátlás, az E. faecalis kivételével valamennyi bakteriális izolátumot gátolta legalább az egyik gyógyszer. Mint várni lehetett, az antibiotikumoknak volt a legnagyobb növekedésgátló hatása (az ampicillin öt bélbaktériumfajt, a mitomicin hetet gátolt).

Minden nem antibiotikus gyógyszer képes volt gátolni legalább egy baktériumizolátum növekedését. A nyolc baktériumizolátum közül három (B. eggerthii, B. caccae és C. beijerinckii) növekedését gátolták a nem antibiotikumok. A diklofenák és a tolmetin voltak azok a nem baktériumokra ható gyógyszerek, amelyek 50%-nál nagyobb mértékű növekedéscsökkenést eredményeztek. A legtöbb növekedésben gátolt baktériumizolátum (84%) esetében a vírusszerű részecskék mennyisége a növekedésgátlással arányosan növekedett, és több mint a felük (55%) esetében a VLP-szám a kontrollokhoz képest szignifikánsan (p < 0,05) megnőtt, ami profágindukciót jelez. A profágindukció izolátum- és gyógyszerspecifikus volt: egyetlen gyógyszer sem indukálta az összes indukálható profágot, és átlagosan három különböző gyógyszer indukált egy-egy baktériumot. A tizenkét vizsgált gyógyszer közül tíz vezetett profágindukcióhoz, ez a tíz az összes gyógyszer-kategóriát felölelte: diklofenák (NSAID), tolmetin (NSAID), fludarabin (kemoterápia), paracetamol (fájdalomcsillapító), digoxin (szívgyógyszer). A diklofenák volt az egyetlen nem antibiotikum, ami egynél több baktériumizolátumban okozott indukciót (B. eggerthii, B. caccae). A nem antibiotikus profágindukció több mint fele B. caccae és C. beijerinckii fajokban történt. Ez azt jelzi, hogy bizonyos bélbaktériumok érzékenyebbek a nem antibiotikus gyógyszerekre. Csak két nem antibiotikum nem váltott ki profágindukciót: az ibuprofén (NSAID) és a busulfan (kemoterápia). A C. beijerinckii volt a legszélesebb körben indukált baktérium, és e baktérium esetében volt megfigyelhető a legnagyobb mértékű VLP-növekedés.

Összességében a tanulmány alátámasztja, hogy számos gyógyszer gátolja fajspecifikusan a bélbaktériumok növekedését profágindukció révén, és megváltoztathatja a humán bélrendszer baktériumdiverzitását.

dr. Kazai Anita

eredeti:

Common Oral Medications Lead to Prophage Induction in Bacterial Isolates from the Human Gut.

Sutcliffe SG, Shamash M, Hynes AP, Maurice CF. Viruses. 2021 Mar 11;13(3):455. doi: 10.3390/v13030455.