ยาทั่วไปสามารถสะสมในแบคทีเรียในลำไส้ ผลการศึกษาใหม่พบว่า เปลี่ยนแปลงการทำงานของแบคทีเรีย และอาจลดประสิทธิภาพของยาลง
หากเราสามารถอธิบายลักษณะการตอบสนองของผู้คนโดยขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของไมโครไบโอมของพวกเขา การบำบัดด้วยยาก็สามารถปรับเป็นรายบุคคลได้
คีราน พาติล
ปฏิกิริยาเหล่านี้ ซึ่งเห็นได้จากยาหลายชนิด รวมถึงยาที่ใช้รักษาอาการซึมเศร้า เบาหวาน และโรคหอบหืด สามารถช่วยนักวิจัยให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าประสิทธิผลของยาและผลข้างเคียงแตกต่างกันอย่างไรในแต่ละบุคคล การศึกษาได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature ในวัน นี้
เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าแบคทีเรียสามารถดัดแปลงสารเคมีบางชนิดได้ ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการเปลี่ยนรูปทางชีวภาพ การศึกษานี้นำโดยนักวิจัยจาก Medical Research Council (MRC) Toxicology Unit ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์และ European Molecular Biology Laboratory (EMBL) ในเยอรมนี เป็นครั้งแรกที่แสดงให้เห็นว่าแบคทีเรียในลำไส้บางชนิดสะสมยาของมนุษย์ เปลี่ยนแปลง ชนิดของแบคทีเรียในลำไส้และกิจกรรมของพวกมัน
สิ่งนี้สามารถเปลี่ยนประสิทธิภาพของยาได้โดยตรง เนื่องจากการสะสมสามารถลดความพร้อมของยาต่อร่างกาย และโดยอ้อม เนื่องจากการทำงานและองค์ประกอบของแบคทีเรียที่เปลี่ยนแปลงไปอาจเชื่อมโยงกับผลข้างเคียง
ลำไส้ของมนุษย์ประกอบด้วยชุมชนแบคทีเรียหลายร้อยชนิด ซึ่งมีความสำคัญต่อสุขภาพและโรค ซึ่งเรียกว่าไมโครไบโอมในลำไส้ องค์ประกอบของเชื้อแบคทีเรียจะแตกต่างกันไปในแต่ละบุคคล และก่อนหน้านี้ก็พบว่ามีความเกี่ยวข้องกับสภาวะต่างๆ มากมาย เช่น โรคอ้วน การตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน และสุขภาพจิต
ในการศึกษานี้ นักวิจัยได้ขยายแบคทีเรียในลำไส้ทั่วไป 25 ตัว และศึกษาวิธีที่พวกมันมีปฏิสัมพันธ์กับยา 15 ชนิดที่นำมารับประทาน ยาเหล่านี้ได้รับเลือกให้เป็นตัวแทนของยาสามัญประเภทต่างๆ รวมถึงยาต้านอาการซึมเศร้า ซึ่งทราบกันดีว่ามีผลกระทบต่อบุคคลในลักษณะที่ต่างกันและทำให้เกิดผลข้างเคียง เช่น ปัญหาในลำไส้และน้ำหนักขึ้น
นักวิจัยได้ทดสอบว่ายาทั้ง 15 ชนิดมีปฏิสัมพันธ์กับแบคทีเรียสายพันธุ์ที่เลือกอย่างไร รวมการทดสอบยาแบคทีเรียทั้งหมด 375 รายการ พวกเขาพบ 70 ปฏิสัมพันธ์ระหว่างแบคทีเรียและยาที่ศึกษา โดย 29 รายการที่ไม่เคยมีการรายงานมาก่อน
ในขณะที่การวิจัยก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าแบคทีเรียสามารถปรับเปลี่ยนยาได้ แต่เมื่อนักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาปฏิสัมพันธ์เหล่านี้เพิ่มเติม พวกเขาพบว่าสำหรับปฏิกิริยาใหม่ 17 จาก 29 ครั้ง ยาจะสะสมอยู่ภายในแบคทีเรียโดยไม่ถูกดัดแปลง
ดร. Kiran Patil จากหน่วย MRC Toxicology Unit ของมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ซึ่งเป็นผู้นำในการศึกษาครั้งนี้ กล่าวว่า “เป็นเรื่องน่าประหลาดใจที่ปฏิกิริยาใหม่ส่วนใหญ่ที่เราเห็นระหว่างแบคทีเรียและยาคือยาที่สะสมอยู่ในแบคทีเรีย จนถึงปัจจุบัน การเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพถือเป็นวิธีหลักที่แบคทีเรียส่งผลต่อความพร้อมของยาในร่างกาย”
“สิ่งเหล่านี้น่าจะเป็นความแตกต่างส่วนบุคคลอย่างมากระหว่างบุคคลทั้งนี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของจุลินทรีย์ในลำไส้ของพวกเขา เราเห็นความแตกต่างระหว่างสายพันธุ์ของแบคทีเรียชนิดเดียวกันที่ต่างกัน”
ตัวอย่างของยาที่สะสมในแบคทีเรีย ได้แก่ ยากล่อมประสาท duloxetine และ rosiglitazone ต้านเบาหวาน สำหรับยาบางชนิด เช่น montelukast (ยารักษาโรคหอบหืด) และ roflumilast (สำหรับโรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง) การเปลี่ยนแปลงทั้งสองอย่างนี้เกิดขึ้นในแบคทีเรียที่แตกต่างกัน – พวกมันสะสมโดยแบคทีเรียบางชนิดและดัดแปลงโดยตัวอื่น
นักวิจัยยังพบว่าการสะสมทางชีวภาพของยาเปลี่ยนแปลงการเผาผลาญของแบคทีเรียที่สะสม ตัวอย่างเช่น ยากล่อมประสาท duloxetine จับกับเอนไซม์เผาผลาญหลายชนิดภายในแบคทีเรียและเปลี่ยนแปลงสารที่หลั่งออกมา
นักวิจัยได้ขยายชุมชนเล็กๆ ของแบคทีเรียหลายชนิดด้วยกัน และพบว่า duloxetine ที่เป็นโรคซึมเศร้าได้เปลี่ยนแปลงความสมดุลของแบคทีเรียอย่างมาก ยาได้เปลี่ยนแปลงโมเลกุลที่เกิดจากแบคทีเรียสะสมยา ซึ่งแบคทีเรียอื่นๆ กินเข้าไป ดังนั้นแบคทีเรียที่บริโภคเข้าไปจึงเติบโตมากขึ้นและทำให้องค์ประกอบของชุมชนไม่สมดุล
นักวิจัยได้ทดสอบผลกระทบเพิ่มเติมโดยใช้ C. elegans ซึ่งเป็นไส้เดือนฝอยที่ใช้กันทั่วไปในการศึกษาแบคทีเรียในลำไส้ พวกเขาศึกษา duloxetine ซึ่งพบว่ามีการสะสมในแบคทีเรียบางชนิด แต่ไม่ใช่ในแบคทีเรียบางชนิด ในเวิร์มที่เติบโตพร้อมกับแบคทีเรียสายพันธุ์ที่แสดงให้เห็นว่าสามารถสะสมตัวยาได้ พฤติกรรมของเวิร์มนั้นเปลี่ยนไปหลังจากสัมผัสกับ duloxetine เมื่อเทียบกับเวิร์มที่เติบโตด้วยแบคทีเรียที่ไม่สะสม duloxetine
Dr Athanasios Typas จาก EMBL ผู้ร่วมวิจัยกล่าวว่า “ตอนนี้มีแต่คนเท่านั้นที่รู้ว่ายาและไมโครไบโอมของเราส่งผลกระทบซึ่งกันและกันซึ่งส่งผลร้ายแรงต่อสุขภาพของเรา”
Dr Peer Bork จาก EMBL และผู้ร่วมวิจัยกล่าวว่า “สิ่งนี้เรียกร้องให้เราเริ่มรักษา microbiome เสมือนหนึ่งในอวัยวะของเรา”
Dr Patil กล่าวว่า “ขั้นตอนต่อไปสำหรับเราคือการดำเนินการวิจัยระดับโมเลกุลขั้นพื้นฐานนี้และตรวจสอบว่าแบคทีเรียในลำไส้ของแต่ละบุคคลเชื่อมโยงกับการตอบสนองที่แตกต่างกันต่อยาเช่นยากล่อมประสาทอย่างไร – ความแตกต่างในการตอบสนองของคุณ ปริมาณยาที่จำเป็นและ ผลข้างเคียงเช่นการเพิ่มน้ำหนัก หากเราสามารถอธิบายลักษณะการตอบสนองของผู้คนโดยขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของไมโครไบโอมของพวกเขา การรักษาด้วยยาก็สามารถปรับให้เข้ากับแต่ละบุคคลได้”
นักวิจัยเตือนว่าผลการศึกษาพบเฉพาะแบคทีเรียที่ปลูกในห้องแล็บเท่านั้น และจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อทำความเข้าใจว่าการสะสมทางชีวภาพของยาโดยแบคทีเรียในลำไส้แสดงออกในร่างกายมนุษย์อย่างไร
การศึกษาเริ่มต้นจากโครงการความร่วมมือที่ EMBL Heidelberg และได้ข้อสรุปในกลุ่มของ Kiran Patil หลังจากที่เขาย้ายไปเคมบริดจ์
การศึกษานี้ได้รับทุนจาก European Commission Horizon 2020, MRC และ EMBL
อ้างอิง
Klunemann, M. et al: ‘ การสะสมทางชีวภาพของยารักษาโรคโดยแบคทีเรียในลำไส้ของมนุษย์ ‘, ธรรมชาติ, กันยายน 2021
ดัดแปลงจากข่าวประชาสัมพันธ์โดย EMBL
