Nahrungsergänzungsmittel können Antibiotika verbessern

Nahrungsergänzungsmittel können Antibiotika verbessern

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Bild: Robert Jenq, MD
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Bildnachweis: MD Anderson Cancer Center

HOUSTON – Forscher des MD Anderson Cancer Center der University of Texas haben ein spezifisches Darmbakterium identifiziert, das an der Progression der Graft-versus-Host-Disease (GVHD) nach einer antibiotischen Behandlung einer allogenen hämatopoetischen Stammzelltransplantation (allo-HSCT) beteiligt ist, und entdeckten, dass es ernährungsphysiologisch ist Nahrungsergänzung kann Antibiotika-induzierte GVHD in vorklinischen Modellen verhindern, laut einer heute veröffentlichten Studie in Zelle.

Forscher unter der Leitung von Eiko Hayase, MD, Ph.D., Postdoktorand, und dem korrespondierenden Autor Robert Jenq, MD, außerordentlicher Professor für Genommedizin, entdeckten, dass bestimmte Antibiotika die Zuckerzusammensetzung des Darms verändern und eine normalerweise nützliche Bakterienart dazu zwingen Mucin in der Darmschleimhaut konsumieren, was zu Komplikationen wie GvHD führen kann.

„Da wir wussten, dass diese Bakterienfamilie bestimmte Arten von Zucker bevorzugt, stellten wir die Hypothese auf, dass die Zugabe eines Zuckers ihn in gewisser Weise davon abhalten würde, das Muzin im Darm anzugreifen und diese Effekte zu verringern, was der Fall war“, sagte Hayase. „Durch Ernährungsumstellungen in diesen Modellen haben wir gelernt, dass wir die Funktion des Mikrobioms verändern und dazu beitragen können, unerwünschte Ereignisse zu vermeiden.“

Die allogene hämatopoetische Stammzelltransplantation ist eine spezialisierte Behandlung für Blutkrebs wie Leukämie und Lymphome, bei der Patienten gesunde hämatopoetische Stammzellen von einem Spender erhalten, um ihre eigenen zu ersetzen, die bösartig oder durch andere Behandlungen geschädigt sein können. Breitbandantibiotika, die häufig während allo-HSZT verabreicht werden, wurden mit einer Zunahme der Entwicklung von GVHD in Verbindung gebracht – einer Erkrankung, bei der Spender-Immunzellen das Empfängergewebe angreifen – aber die zugrunde liegenden Gründe dafür blieben unklar.

Eine Möglichkeit, Komplikationen nach einer Antibiotikabehandlung bei allo-HSCT-Patienten zu verhindern, ist die fäkale Mikrobiota-Transplantation (FMT), ein klinisches Verfahren, bei dem gesunde Bakterien von einem gescreenten Spender in den Magen-Darm-Trakt des Empfängers übertragen werden. Diese Methode wurde jedoch noch nicht in randomisierten klinischen Studien untersucht, was auf einen ungedeckten Bedarf an alternativen therapeutischen Strategien hinweist, die helfen können, Komplikationen zu verhindern.

In dieser Studie führte die Behandlung von allo-HSCT-Labormodellen mit Meropenem – einem häufig verwendeten Breitbandantibiotikum – zu einer dünneren Dickdarmschleimschicht und intestinaler GvHD. Interessanterweise hat sich ihr Mikrobiom durch die antibiotische Entfernung nützlicher Bakterien und die Ausbreitung einer bestimmten Art erheblich verändert. Bacteroides thetaiotaomicron (BT), in der Darmschleimhaut.

Weitere Untersuchungen zeigten eine signifikante Abnahme der Menge des Zuckers Xylose im Darm nach der Behandlung mit Meropenem. Als die Forscher dies feststellten, verabreichten sie oral Xylose als Nahrungsergänzungsmittel und stellten fest, dass sich die Darmschleimschicht erneut verdickt hatte, da das BT in der Lage war, bevorzugt den Zucker anstelle der Schleimhaut zu konsumieren.

Während frühere Arbeiten das Darmmikrobiom und seine Beziehung zu Entzündungen und GVHD untersucht haben, war diese Studie in der Lage, spezifisch die Bakterien zu identifizieren, die für die Ausdünnung der Schleimhaut verantwortlich sind. Darüber hinaus gab es bisher kein klares Verständnis dafür, wie die Zuckerzusammensetzung im Darm durch Antibiotika verändert wird oder wie sie die GVHD nach allo-HSCT beeinflusst.

„Uns ist niemand bekannt, der zuvor eine Zuckerergänzungsstrategie zur Unterdrückung von Darmentzündungen durch GVHD ausprobiert hat, daher bietet dies einen überzeugenden Ansatz mit geringem Risiko, um allo-HSCT-Patienten zu helfen, die zur Behandlung von Infektionen Breitbandantibiotika benötigen “, sagte Jenq. „Dies ist ein neuartiger Ansatz, und wir freuen uns darauf, daran zu arbeiten, ihn in Studien am Menschen umzusetzen. Wenn die Nahrungsergänzung mit bestimmten Zuckern beim Menschen auf die gleiche Weise funktioniert, könnte dies die Herangehensweise an therapeutische Strategien für ähnliche Komplikationen vereinfachen.“

Die Autoren betonen, dass Breitbandantibiotika für allo-HSZT-Patienten weiterhin vorteilhaft sind und weitere Untersuchungen erforderlich sind, um zu verstehen, wie dieser Ansatz in klinischen Studien bewertet werden kann. Derzeit sammeln Forscher Menschen Bakteroide Proben bei Patienten, die sich einer Knochenmarktransplantation unterziehen, um zu untersuchen, ob sie auch bevorzugt Muzin abbauen.

Diese Forschung wurde von den National Institutes of Health (2R01HL123112-06, R01 DK118024, 5P30CA016672-42), dem Cancer Prevention and Research Institute of Texas (RR160089) und der American Society for Transplantation and Cellular Therapy New Investigator Award (FP00012028) unterstützt. . Eine vollständige Liste der kooperierenden Autoren und ihrer Offenlegungen finden Sie mit dem vollständigen Artikel hier.

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