Ritka az olyan közlemény, amely a végső konklúzióval nyitna. Mi most mégis ezt tesszük, mert fontosnak tartjuk, hogy ez a teljesen meglepő és igen lényeges információ biztosan eljusson az egészségügyi szakemberekhez. Az információ a Science és a Nature újságokból, azaz ellenőrzött és megbízható forrásokból származik. A tény tehát már a címben megjelent: a gyógyszerek metabolizmusáért jelentős mértékben a bélbaktériumaink felelősek.

Elméleti háttér

Mivel a bélrendszerünkben körülbelül átlagosan másfél kilogramm baktérium található, így nem meglepő, hogy ennek a biológiailag aktív tömegnek hatása van a metabolizmusunkra, végső soron gyógyszerek hatékonyságának és toxicitásának személyközi változásaira. Annak eldöntése azonban távolról sem egyszerű, hogy az egyes metabolikus átalakulások hol mentek végbe, hiszen a metabolikus utak a baktériumok és az emberek esetében több esetben átfedést mutatnak. A legújabb eredmények azt mutatják, hogy a metabolizmus nem csupán az egyének saját genetikájából fakadó különbségek miatt mutat változékonyságot, hanem a bennünk élő mikroorganizmusok által végzett eltérő reakciókból is.

Kisérletes eredmények

A bélflóra és a gazdaszervezet anyagcseréjének kísérleti feltárása érdekében a kutatók – mérési eredményekre alapozott - számítógépes farmakokinetikai modellt építettek, a mérésekhez egereket, illetve azok bélflórájának hatásait vizsgálták. A modellszimulációkban értékelték az orális felszívódást, a gazdaszervezet és a mikrobiális metabolizmus során kialakuló vérszinteket és e kettő összesített értékeit. A mellékelt ábrán jól látható, hogy a gazdaszervezet metabolikus profilja (fekete, szaggatott vonal), a bélflóra metabolikus profilja (piros szaggatott vonal), illetve a kettő által összeadódó teljes metabolikus profil milyen időben lefutást mutat. Jól látható, hogy a gazdaszervezet előbb kezdi el az átalakítást (ami nem meglepő, hiszen a felszívódás már korán elkezdődik a vékonybélből) majd a szokásos lefutást mutatja. Ettől időben eltérő, ehhez képest elnyújtott lefutást figyelhetünk meg a bakteriális metabolizmus eredményeképpen. Amit a szokásos mérési módszerekkel jellemzően kimutatható, az a kettő összeadódó lefutási görbéje. Egyértelmű tehát, hogy a gazdaszervezetben megjelenő metabolitok csupán egy része származik a gazdaszervezettől.

Következtetés

Ez a tanulmány kísérleti és számítási stratégiát kínál a gazdaszervezet és a mikrobiális hatóanyag-metabolizmushoz való hozzájárulásának feltárására. A gazdaszervezet és a mikrobiom által kódolt anyagcsere-tevékenységek közötti kölcsönhatás mennyiségi megértése tisztázza, hogy a táplálkozási, környezeti, genetikai és galenikus tényezők hogyan befolyásolják a gyógyszeranyagcserét, és személyre szabott beavatkozási stratégiákat tehetnek lehetővé a gyógyszeres válaszok javítására. Ez a modell segíthet megérteni az egyének közötti eltérő metabolikus utak – és ebből adódóan az eltérő gyógyszerhatások okait is. Egészen bizonyos, hogy ez az új megközelítés hatással lesz a még pontosabban célzott gyógyszeres terápiák kidolgozásában is.

Felhasznált irodalom

Zimmermann M., Zimmermann-Kogadeeva M., Wegmann R. & Goodman A.L. Mapping human microbiome drug metabolism by gut bacteria and their genes Nature volume 570, pages462–467 (2019)

Zimmermann, M., Zimmermann-Kogadeeva, M., Wegmann, R. & Goodman, A. L. Separating host and microbiome contributions to drug pharmacokinetics and toxicity. Science 363, eaat9931 (2019).