Таблетки и кишечный микробиом иногда не смешиваются. Лекарства, отпускаемые по рецепту перорально, часто нарушают микробиом кишечника, убивая некоторые виды или изменяя баланс таким образом, что это влияет на здоровье пациентов. В других комбинациях бактерии берут верх и выводят из строя активный ингредиент лекарства.
Хотя влияние многих лекарств на микробиом документально подтверждено, механизмы, лежащие в основе этого эффекта, по большей части неизвестны. Понимание этих механизмов может привести к противодействию вредному взаимодействию «лекарство-насекомое» или усилению полезного.
Используя новые высокопроизводительные геномные инструменты, Колумбийский доктор медицинских наук/доктор философии. Студентка Дейдра Рикаурте теперь начинает раскрывать, как бактерии в микробиоме кишечника реагируют на различные лекарства. Ее исследование, проведенное совместно с другими сотрудниками лаборатории Харриса Ванга на кафедре системной биологии и опубликованное в журнале Nature Microbiology , может привести к усовершенствованию точной медицины и помочь врачам учитывать микробиом пациента при назначении терапии.
Рикаурте защитила докторскую степень. защитила диссертацию в августе прошлого года и сейчас заканчивает последние два года обучения в медицинской школе. CUIMC News встретились с ней между клиническими сменами, чтобы рассказать о ее выводах и планах на будущее.
Что привлекло вас к получению степени доктора медицинских наук? программа в Колледже врачей и хирургов Вагелоса и, в частности, микробиологические исследования?
Мои родители оба врачи, а мой отец имеет докторскую степень, поэтому меня познакомили с доктором медицинских наук. путь в довольно молодом возрасте. Помню, во время моего первого года обучения в Принстоне меня увлекла презентация, которую доктор Бонни Басслер провела на вводном курсе по молекулярной биологии.
Бонни — блестящий исследователь, известный в микробиологическом сообществе своим вкладом в открытие чувства кворума (способа, которым бактерии разговаривают друг с другом), и ее энтузиазм в исследованиях заразителен. После этого разговора я обратился к ней и спросил, могу ли я поработать в ее лаборатории. Моя работа там в течение следующих трех лет легла в основу моей дипломной работы.
Когда я поступил в Принстон, заинтересованный в медицинской карьере, я начал серьезно заниматься ею после завершения глобальной медицинской стажировки в Child Family Health International. Лето второго курса я провел в Боливии, где работал в различных сельских и городских медицинских клиниках, а также работал волонтером в программах по работе с местным населением.
Это был формирующий и вдохновляющий опыт, который помог мне осознать свою страсть к медицине, особенно когда я практиковал ее в малообеспеченных сообществах. Когда я подавал документы в медицинскую школу, мне очень хотелось продолжить карьеру в области науки и медицины, поэтому я решил подать заявление на получение степени доктора медицинских наук/доктора философии. программы.
Помимо своей звездной институциональной репутации, Колумбия выделялась для меня своим сообществом. Его расположение в Вашингтон-Хайтс дает студентам возможность учиться у испаноязычных пациентов, что было очень важно для меня. Я также связался со студенческим сообществом Колумбийского университета, которое, я думаю, отбирает творческих и творческих людей, которые хотят воспользоваться тем, что может предложить Нью-Йорк.
Ваша первая работа над докторской диссертацией. исследование было опубликовано ранее в этом году. На какой вопрос вы и ваши соавторы пытались ответить?
Мы надеялись изучить геномные изменения, через которые проходят бактерии, когда они подвергаются воздействию различных рецептурных лекарств, и определить, какие из этих изменений могут повлиять на реакцию человека на лечение. Наш кишечный микробиом — это огромный неиспользованный источник геномных данных — не только об одной кишечной бактерии, но и о миллионах бактериальных штаммов сотен видов.
Чтобы понять, как отпускаемые по рецепту лекарства воздействуют на микробиом кишечника, нам необходимо получить доступ к этим данным с помощью технологий секвенирования нового поколения в беспрецедентных масштабах. К сожалению, многие современные технологии не предназначены для сложных бактериальных сообществ или слишком дороги, чтобы применять их одновременно к десяткам или сотням бактерий.
Лаборатория Ванга приложила большие усилия для упрощения протоколов и выявления доступных материалов для секвенирования. В новом исследовании я использовал недорогой транскриптомный конвейер, разработанный моим соавтором доктором Имингом Хуангом, чтобы изучить влияние 19 лекарств на 19 видов бактерий, живущих в нашем микробиоме.
Каковы два важнейших открытия?
Во-первых, многие лекарства, которые мы принимаем, являются секретными антибиотиками! Неожиданно мы обнаружили, что некоторые наиболее часто назначаемые пероральные препараты токсичны для бактерий. Однако токсичность для нашего кишечного микробиома не всегда плоха. Например, наше исследование показало, как статины уменьшают количество Bacteroides в кишечнике, и это снижение отдельно связано с более низким уровнем воспаления у пациентов, принимающих эти препараты.
Будем надеяться, что дополнительные исследования, подобные нашему, позволят нам начать картировать сеть взаимодействия бактерий и лекарств и лучше понять клинические реакции, наблюдаемые у пациентов.
Другое сообщение заключается в том, что взаимодействие между пероральными препаратами и кишечными бактериями может оказать сильное влияние на здоровье человека и реакцию на лечение. Наша работа показывает, что обычные лекарства могут изменить реакцию наших кишечных бактерий на витамины и минералы, которые мы потребляем.
Кишечные бактерии также могут изменять структуру лекарства, изменяя его всасывание. Что особенно интересно, так это то, что сигналы, которые мы видим в наших лабораторных исследованиях, соответствуют изменениям микробиома, наблюдаемым в реальных популяциях пациентов.
Как вы думаете, куда приведет это исследование?
С медицинской точки зрения наличие масштабируемого транскриптомного конвейера, подобного этому, для оценки реакции бактерий на различные возмущения позволит ученым начать составлять карту всех возможных и вероятных взаимодействий бактериальных лекарств между классами лекарств и различными группами пациентов.
Как только карта будет составлена, мы сможем начать думать о способах использования этой генетической информации, например, о вмешательстве в нежелательное воздействие определенных лекарств на кишечные бактерии.
Экономическая эффективность делает этот инструмент более доступным для ученых во всем мире, что поможет максимизировать информацию о микробиоме, получаемую для различных групп пациентов, и клиническую значимость выводов, сделанных на основе этой информации.
Каковы ваши планы после того, как вы получите степень доктора медицины? Будете ли вы продолжать это направление исследований в будущем?
В настоящее время я завершаю свою клиническую ротацию, чтобы выяснить это. Мне понравилась моя ротация акушера-гинеколога, которую я только что закончил. Существуют захватывающие возможности для исследований в области женского здоровья, и микробиом очень важен для этой области. Фактически, у меня есть проект вагинального микробиома в лаборатории Ванга, который все еще продолжается.
Тем не менее, микробиом связан почти со всеми системами органов в организме, и навыки, которые я получил в лаборатории, хорошо мне послужат в любой области, которую я выберу. Я очень рад завершить свою работу и посмотреть, как исследовательская карьера может соответствовать моему клиническому будущему.
