Jak antybiotyki mogą uczynić infekcje grypą bardziej niebezpiecznymi
Lekarze już wiedzą, że niewłaściwe stosowanie antybiotyków może powodować oporność na antybiotyki, co może utrudniać zwalczanie infekcji bakteryjnych, takich jak zapalenie płuc. Badanie przeprowadzone na myszach sugeruje, że stosowanie antybiotyków może również zwiększyć podatność płuc na infekcje wirusowe, takie jak grypa.
Oporność na antybiotyki stała się palącym problemem dla naukowców i pracowników służby zdrowia. Zjawisko to występuje, gdy infekcja bakteryjna nie reaguje już na antybiotyki, których lekarze zwykle używają do jej leczenia.
Oporność ta często rozwija się z powodu niewłaściwego stosowania lub nadużywania antybiotyków, ponieważ wiele osób na całym świecie błędnie wybiera antybiotyki do leczenia infekcji wirusowych, takich jak wirus grypy (grypa), przeciwko którym leki te są nieskuteczne.
Nowe badanie przeprowadzone na myszach przez naukowców z Francis Crick Institute w Londynie, w Wielkiej Brytanii, sugeruje teraz, że antybiotyki mogą również „przygotowywać” płuca do infekcji wirusowych.
Odkrycia naukowców, które znajdują się w czasopiśmie Raporty komórkowe, pokazują również, że bakterie jelitowe kierują rodzajem sygnalizacji białkowej, która pomaga komórkom wyściełającym płuca zapobiegać rozprzestrzenianiu się wirusa grypy.
Wydaje się, że stosowanie antybiotyków zakłóca sygnalizację tego białka, a tym samym upośledza tę pierwszą linię obrony.
„Odkryliśmy, że antybiotyki mogą zwalczyć wczesną oporność na grypę, dodając kolejne dowody na to, że nie należy ich przyjmować ani przepisywać lekko” - wyjaśnia główny badacz dr Andreas Wack.
Antybiotyki narażają myszy na grypę
W nowym badaniu Wack i zespół wykorzystali grupę myszy ze zdrowymi bakteriami jelitowymi na początku badania. W ciągu 4 tygodni podawali tym myszom mieszankę antybiotyków w wodzie pitnej, zanim zarazili je wirusem grypy. Zarażali także niektóre myszy, których nie leczono mieszanką antybiotyków, aby mogły porównać wyniki.
Zespół zauważył, że około 80% nieleczonych myszy ze zdrowymi bakteriami jelitowymi przeżyło zakażenie wirusem grypy. Jednak spośród myszy, które wcześniej otrzymały mieszankę antybiotyków, tylko jedna trzecia była w stanie przeżyć infekcję wirusową.
„Niewłaściwe stosowanie [antybiotyków] nie tylko sprzyja oporności na antybiotyki i zabija pożyteczne bakterie jelitowe, ale może również uczynić nas bardziej podatnymi na wirusy” - mówi Wack.
„Może to dotyczyć nie tylko ludzi, ale także zwierząt gospodarskich, ponieważ wiele gospodarstw na całym świecie profilaktycznie stosuje antybiotyki. Pilnie potrzebne są dalsze badania w tych środowiskach, aby sprawdzić, czy to czyni je bardziej podatnymi na infekcje wirusowe ”- argumentuje.
Ochronna rola bakterii jelitowych
Jak dokładnie spożycie antybiotyków osłabiło myszy przed kontaktem z grypą? Naukowcy mogą mieć wytłumaczenie tego zjawiska.
W ramach badań zespół odkrył również, że sygnalizacja interferonu typu I - forma sygnalizacji białkowej, która reguluje odpowiedź typu komórki wyściełającej płuca - jest kluczem do powstrzymania replikacji wirusa grypy w płucach.
Zwykle bakterie jelitowe kierują sygnalizacją interferonu, „mówiąc” komórkom płuc, aby zareagowały na wirusa, zatrzymując jego replikację, a tym samym zwiększając prawdopodobieństwo przeżycia i powrotu do zdrowia.
„Byliśmy zaskoczeni odkryciem, że komórki wyściełające płuca, a nie komórki odpornościowe, są odpowiedzialne za wczesną oporność na grypę wywołaną przez mikrobiotę” - zauważa Wack.
Proces, dzięki któremu wydaje się, że antybiotyki sprawiają, że płuca stają się bardziej podatne na infekcje wirusowe, jest złożony i częściowo dotyczy tego, kiedy i jak zachodzi odpowiedź immunologiczna.
Bakterie jelitowe zwykle wysyłają sygnały interferonu, które włączają gen przeciwwirusowy Mx1 u myszy, odpowiadające podobnemu genowi o nazwie MxA w ludziach. Jednak antybiotykoterapia opóźnia włączenie genu przeciwwirusowego, wpływając na skuteczność odpowiedzi, jaką organizm inicjuje przeciwko wirusowi.
„Komórki odpornościowe potrzebują około 2 dni, aby uzyskać odpowiedź, w tym czasie wirus namnaża się w wyściółce płuc” - wyjaśnia Wack.
„Dwa dni po zakażeniu myszy leczone antybiotykami miały pięć razy więcej wirusa w płucach. Aby stawić czoła temu większemu zagrożeniu, odpowiedź immunologiczna jest znacznie silniejsza i bardziej szkodliwa, co prowadzi do poważniejszych objawów i gorszych wyników ”- kontynuuje.
Kwestia czasu
Kiedy naukowcy próbowali ponownie zasiedlić bakterie jelitowe myszy leczonych antybiotykami, aby przywrócić równowagę mikroflory, odkryli, że to przywróciło sygnalizację interferonu do normalnej i przywróconej odporności na grypę w płucach.
Ten eksperyment potwierdził, że zdrowe bakterie jelitowe są ważne dla regulacji odpowiedzi immunologicznej i że antybiotyki mogą zaburzyć tę równowagę.
„Podsumowując, nasze odkrycia pokazują, że bakterie jelitowe pomagają przygotować komórki nieimmunologiczne w innych częściach ciała do ataku. Są lepiej chronione przed grypą, ponieważ geny antywirusowe są już włączone, gdy wirus przybywa. Tak więc, kiedy wirus infekuje przygotowany organizm, prawie przegrał, zanim rozpocznie się bitwa ”- wyjaśnia Wack.
„Natomiast bez bakterii jelitowych geny przeciwwirusowe nie pojawią się, dopóki nie zadziała odpowiedź immunologiczna. Czasami jest to za późno, ponieważ wirus namnażał się już wiele razy, więc potężna, niszcząca odpowiedź immunologiczna jest nieunikniona” - mówi .
Odkrycie to może mieć implikacje dla zrozumienia przez naukowców mechanizmów napędzających naturalną obronę organizmu przed infekcjami wirusowymi i może stać się podstawą dalszych badań na ten temat.
„Poprzednie badania koncentrowały się na komórkach odpornościowych, ale odkryliśmy, że komórki wyściółki [płuc] są ważniejsze w kluczowych wczesnych stadiach infekcji. Są jedynym miejscem, w którym wirus może się rozmnażać, więc są kluczowym polem bitwy w walce z grypą. Bakterie jelitowe wysyłają sygnał, który utrzymuje komórki […] w przygotowaniu, zapobiegając tak szybkiemu namnażaniu się wirusa ”.
Dr Andreas Wack
