מחקר חדש, שפורסם היום ב כימיה טבעית על ידי חוקרים מאוניברסיטת פיטסבורג ואוניברסיטת ייל, מראה כיצד חיידקי מעיים נפוצים יכולים לחילוף חומרים של תרופות אוראליות מסוימות שמכוונות לקולטנים סלולריים הנקראים GPCRs, מה שעשוי להפוך את התרופות החשובות הללו ליעילות פחות.
תרופות הפועלות על GPCRs, או קולטנים מצומדים חלבון G, כוללות יותר מ- 400 תרופות שאושרו על ידי מינהל המזון והתרופות האמריקני (FDA) לטיפול במצבים שכיחים רבים כמו מיגרנות, דיכאון, סוכרת מסוג 2, סרטן הערמונית ועוד.
"ההבנה כיצד תרופות ממוקדות GPCR מקיימות אינטראקציה עם מיקרוביוטה של מעי אנושי היא קריטית לקידום יוזמות רפואיות מותאמות אישית", אמר הסופר הראשון צ'יוו וו, דוקטורט, עוזר פרופסור בבית הספר לרוקחות של פיט, שהחל בפרויקט זה כחוקר פוסט-דוקטורט בייל. "מחקר זה יכול לעזור לפתוח דרכים חדשות לעיצוב תרופות ואופטימיזציה טיפולית כדי להבטיח שהטיפולים יעבדו טוב יותר ובטוח יותר עבור כל פרט."
היעילות של תרופה משתנה מאדם לאדם, המושפעת מגיל, איפור גנטי, תזונה וגורמים אחרים. לאחרונה, החוקרים גילו כי חיידקים במעיים יכולים גם לחילוף חומרים של תרופות המנוהלות דרך הפה, לפרק תרכובות אלה למבנים כימיים שונים ועלולים לשנות את יעילותם.
למידע נוסף על אילו חיידקי מעיים מטבוליזים אילו תרופות, וו והצוות בייל, כולל המעבדות של ג'ייסון קרופורד, דוקטורט, נוח פאלם, דוקטורט, ואנדרו גודמן, דוקטורט, בנו צינור לבדיקת זה במהירות וביעילות במעבדה. הם התחילו בבניית קהילה מיקרוביאלית סינתטית המורכבת מ -30 זני חיידקים נפוצים שנמצאו במעיים האנושית. לצינורות המכילים את החיידקים, הם הוסיפו כל אחד מ- 127 תרופות למיקוד GPCR בנפרד. ואז הם מדדו אם תרופות אלה עברו טרנספורמציה כימית, ואם כן, אילו תרכובות יוצרו.
הניסוי הראה כי תערובת החיידקים מטבוליזציה של 30 מתוך 127 התרופות שנבדקו, 12 מהן חילוף חומרים בכבדות, כלומר ריכוזי התרופה המקורית התדלוקו מאוד מכיוון שהפכו לתרכובות אחרות.
בשלב הבא, החוקרים בדקו מקרוב יותר על תרופה חילוף חומרים כבדה בשם Iloperidone, המשמשת לעתים קרובות לטיפול בסכיזופרניה והפרעת דו קוטבית I. זן חיידקי אחד בפרט, Morganella Morganii, iloperidone לא מופעל על ידי הפיכתו למגוון של תרכובות שונות, הן במעבדה והן בעכברים.
בסך הכל, הממצאים מראים כי חיידקי מעיים ספציפיים יכולים להפוך את התרופות למיקוד GPCR ליעילות פחות על ידי הפיכתן לתרכובות אחרות.
עם זאת, וו הזהיר כי יש צורך במחקר נוסף בכדי להבין את ההשפעות הפוטנציאליות בקרב אנשים וכי מטופלים לא צריכים להפסיק ליטול או לשנות את התרופות שלהם מבלי להתייעץ עם הספק שלהם.
למרות שהמחקר התמקד בתת קבוצה של תרופות GPCR, ניתן ליישם את הגישות באופן נרחב יותר על כל כימיקלים המנוהלים דרך הפה, על פי וו.
יישום פוטנציאלי נוסף של צינור זה חוקר אינטראקציות בין חיידקי מעיים לתרכובות שנמצאות במזון. לדוגמה, זיהינו כמה פיטוכימיקלים בתירס שעלולים להשפיע על תפקוד מחסום הבטן. ראוי לציין שצייננו שמיקרוביומה של הבטן עשויה להגן עלינו מפני פיטוכימיקלים אלה על ידי ניקוי רעלים מהם. "
Qihao Wu, Ph.D., עוזר פרופסור, בית הספר לרוקחות פיט
המטרה הבאה של מעבדת WU היא לפענח את המסלול המטבולי העומד בבסיס הביו -טרנספורמציות הללו, מה שעלול לזהות אסטרטגיות לשיפור היעילות הטיפולית ושיפור הבטיחות במזון וסמים.
מחברים אחרים במחקר היו DeGuang Song, Ph.D., Yanyu Zhao, Andrew Verdegaal, Ph.D., Tayah Turocy, Ph.D., and Brianna Duncan-Lowey, Ph.D., All of Yale.
מחקר זה נתמך בעיקר על ידי המכון הלאומי למדעי הרפואה הכללית (1RM1GM141649). זה נתמך גם על ידי המכונים הלאומיים לבריאות (DP2DK125119 ו- R01AT010014).
