Alcuni farmaci, in particolare gli antibiotici, possono alterare il microbiota intestinale, uccidendo i microbi benefici e consentendo a quelli dannosi di espandersi. Una nuova ricerca suggerisce che a determinare la risposta delle comunità microbiche intestinali ai farmaci è la competizione tra nutrienti.
I risultati, pubblicati su Cell, potrebbero quindi aiutare a prevedere e gestire i cambiamenti del microbiota dopo i trattamenti farmacologici.
«I batteri intestinali umani sono regolarmente esposti a stress e le risposte a livello di comunità sono difficili da prevedere», affermano gli autori. In particolare, non è chiaro come gli antibiotici e altri farmaci influenzino le complesse comunità microbiche e come le interazioni tra le specie modellino le risposte complessive della comunità.
Per rispondere a questa domanda, il team di ricercatori guidato da Handuo Shi della Stanford University in California ha analizzato in laboratorio comunità microbiche intestinali umane semplificate.
Risposte della comunità
I ricercatori hanno testato la risposta di comunità microbiche intestinali umane semplificate a 707 farmaci, la maggior parte dei quali può essere assunta per via orale. Dai dati ottenuti è emerso che molti farmaci riducono la crescita batterica, soprattutto gli antibiotici.
In particolare, i farmaci che inibiscono la crescita microbica hanno inibito la proliferazione delle specie dominanti, consentendo alle specie meno rappresentate di espandersi. Questi cambiamenti nella composizione del microbiota sono risultati collegati al modo in cui la comunità consuma i nutrienti.
Successivamente, i ricercatori hanno studiato come i batteri intestinali rispondono ai farmaci quando fanno parte o meno di una comunità. Mentre alcune specie sono state influenzate dai trattamenti in modo simile in entrambi i contesti, altre specie prosperavano all’interno di una comunità solo se i batteri con cui competevano per i nutrienti erano assenti.
Gli effetti osservati sono quindi principalmente dovuti alla competizione nutrizionale, probabilmente perché quando le specie dominanti sono ridotte, i nutrienti che normalmente utilizzano diventano disponibili per altre specie.
Prevedere gli effetti dei farmaci
Dopo il trattamento farmacologico, le comunità microbiche intestinali si sono riprese parzialmente o completamente, ma il ritorno alla composizione iniziale è risultato maggiore quando le specie mancanti venivano reintrodotte.
Quando le comunità sono state sottoposte a diversi trattamenti farmacologici, la maggior parte delle specie mostrava risposte simili, mentre solo una piccola frazione di batteri, tra cui Flavonifractor plautii, ha sviluppato resistenza. Combinando questi dati con modelli computazionali si potrebbero quindi prevedere le risposte delle comunità microbiche a diversi farmaci.
«Sebbene l’ambiente intestinale reale implichi fattori aggiuntivi come le interazioni con l’ospite, la competizione tra nutrienti fornisce un quadro predittivo per poter anticipare e potenzialmente mitigare gli effetti collaterali dei farmaci sul microbiota intestinale», concludono gli autori.
