La nueva metodología proporciona una imagen más completa de cómo las bacterias intestinales metabolizan los medicamentos y podría ayudar al desarrollo de medicamentos que sean más efectivos, tengan menos efectos secundarios y estén personalizados para el microbioma de un individuo.
Madrid, 11 de junio (Europa Press).- Los investigadores de la Universidad de Princeton, en Estados Unidos, han desarrollado un enfoque sistemático para evaluar cómo la comunidad microbiana del intestino puede transformar químicamente o metabolizar los medicamentos orales de manera que afecten su seguridad y eficacia, según publican en la revista Cell.
La nueva metodología proporciona una imagen más completa de cómo las bacterias intestinales metabolizan los medicamentos y podría ayudar al desarrollo de medicamentos que sean más efectivos, tengan menos efectos secundarios y estén personalizados para el microbioma de un individuo.
Estudios anteriores han examinado cómo una sola especie de bacteria intestinal puede metabolizar los medicamentos orales. El nuevo marco permite la evaluación de toda la comunidad microbiana intestinal de una persona a la vez.
«Básicamente, no corremos y nos escondemos de la complejidad del microbioma, sino que lo aceptamos –señala Mohamed S. Donia, profesor asistente de Biología Molecular–. Este enfoque nos permite obtener una visión holística y más realista de la contribución del microbioma al metabolismo de los medicamentos».
El equipo utilizó el enfoque para evaluar el efecto del microbioma intestinal en cientos de medicamentos comunes que ya están en el mercado. Los intestinos son la región primaria donde las píldoras y los medicamentos líquidos se absorben en el cuerpo.
Los investigadores identificaron 57 casos en los que las bacterias intestinales pueden alterar los medicamentos orales existentes. El 80 por ciento de los que no habían sido reportados previamente, enfatizando el potencial del método para revelar interacciones desconocidas de fármacos y microbioma.
Estas alteraciones van desde convertir el medicamento en un estado inactivo, lo que puede reducir su eficacia, hasta convertir el medicamento en una forma que sea tóxica y que posiblemente cause efectos secundarios.
Los intestinos albergan cientos de especies de bacterias. La composición de estas comunidades (qué tipos de bacterias y cuántas de cada especie) puede variar considerablemente de persona a persona.
«Esta variabilidad interpersonal subraya por qué el estudio de una sola especie bacteriana hace que sea imposible comparar el metabolismo de fármacos del microbioma entre individuos –apunta Donia–. Necesitamos estudiar a toda la comunidad microbiana intestinal».
Los investigadores descubrieron que los microbiomas de algunas personas tenían poco efecto sobre un medicamento determinado, mientras que otros microbiomas tenían un efecto significativo, lo que demuestra lo importante que es la comunidad de bacterias, en lugar de solo una sola especie, en el metabolismo de los medicamentos.
«El microbioma de todos es único, y pudimos ver esto en nuestro estudio –añade Bahar Javdan, estudiante de Biología Molecular y coautor del estudio–. Observamos tres categorías principales: medicamentos que fueron metabolizados consistentemente por todos los microbiomas en nuestro estudio, medicamentos que fueron metabolizados por algunos y no por otros, y medicamentos que no estaban sujetos a ningún metabolismo derivado de microbiomas».
El enfoque metodológico podría ser valioso para personalizar el tratamiento del microbioma de cada paciente. Por ejemplo, el marco podría ayudar a predecir cómo se comportará cierto medicamento y sugerir cambios en la estrategia terapéutica si se predicen efectos no deseados.
«Este es un caso en el que la medicina y la ecología chocan –continúa Jaime López, un estudiante graduado en el Instituto Lewis-Sigler de Genómica Integrativa y coautor del estudio, quien contribuyó con el análisis computacional y cuantitativo de los datos–. Las bacterias en estas comunidades microbianas se ayudan mutuamente a sobrevivir e influyen en sus perfiles enzimáticos. Esto es algo que nunca capturaría si no lo estudiara en una comunidad».
El marco involucra cuatro pasos para evaluar sistemáticamente el efecto del microbioma intestinal en las drogas.
Primero, los investigadores recogieron 21 muestras fecales de donantes anónimos y catalogaron las especies bacterianas que viven en cada individuo. Descubrieron que los donantes tenían una comunidad microbiana única que vivía en sus entrañas, y que la mayoría de estas comunidades personalizadas se pueden cultivar en un sistema de cultivo de laboratorio que desarrollaron.
Luego, probaron 575 medicamentos aprobados por la FDA para ver si están modificados químicamente por uno de los 21 microbiomas cultivados, y luego probaron un subconjunto de los medicamentos con todos los microbiomas cultivados.
Aquí, encontraron metabolitos derivados de microbiomas que nunca antes se habían informado, así como los que se han informado en humanos y se asociaron con efectos secundarios, pero se desconocían sus orígenes. Encontraron casos en los que todos los microbiomas de los donantes realizaron las mismas reacciones al medicamento, y otros en los que solo un subconjunto lo hizo.
Luego examinaron los mecanismos por los cuales algunos de los medicamentos modificados son alterados por los microbiomas cultivados. Para comprender exactamente cómo ocurrieron las transformaciones, rastrearon la fuente de las transformaciones químicas hasta especies bacterianas particulares y hasta genes particulares dentro de esas bacterias.
También mostraron que las reacciones del metabolismo derivadas del microbioma que se descubren de esta manera pueden recapitularse en un modelo de ratón, el primer paso para adaptar el enfoque para el desarrollo de fármacos en humanos.
