Van cardiometabole medicijnen tot antibiotica – de medicatie die we nemen kan het menselijke darmmicrobioom beïnvloeden.
We zijn een van de meest gemedicineerde generaties mensen op onze planeet. Cardiometabole ziekten zoals diabetes type 2, obesitas en coronaire hartziekte blijven toenemen in prevalentie en vormen samen de grootste doodsoorzaak wereldwijd. Getroffen mensen moeten vaak maanden of zelfs jaren meerdere dagelijkse medicijnen gebruiken.
Onderzoekers van de Bork-groep van EMBL Heidelberg, in samenwerking met een Europees consortium van meer dan twintig Europese instituten, hebben nu aangetoond dat veel veelgebruikte medicijnen krachtige effecten hebben op onze darmmicroben. Deze omvatten geneesmiddelen die worden gebruikt voor de behandeling van cardiometabole stoornissen en antibiotica. De resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature.
Het darmmicrobioom bestaat uit miljarden micro-organismen die essentieel zijn voor het normale functioneren van het lichaam.
“We analyseerden de effecten van 28 verschillende medicijnen en verschillende medicijncombinaties”, legt Peer Bork uit, directeur van wetenschappelijke activiteiten bij EMBL Heidelberg, “Veel medicijnen hebben een negatieve invloed op de samenstelling en toestand van de darmbacteriën, maar andere, waaronder aspirine, kunnen een positieve invloed op het darmmicrobioom. We ontdekten dat medicijnen een meer uitgesproken effect kunnen hebben op het microbioom van de gastheer dan ziekte, voeding en roken samen.”
Hoewel de negatieve en blijvende impact van antibiotica op darmbacteriën al bekend is, toonde deze studie aan dat dergelijke effecten zich waarschijnlijk in de loop van de tijd ophopen. “We ontdekten dat het darmmicrobioom van patiënten die gedurende vijf jaar meerdere antibioticakuren kregen, minder gezond werd. Dat omvatte tekenen die wijzen op antimicrobiële resistentie,” zei mede-eerste auteur van de studie Sofia Forslund, een voormalig postdoctoraal fellow in de Bork-groep en nu groepsleider bij het Max Delbrück Center for Molecular Medicine (MDC), Berlijn.
“We wilden het effect dat ziekten hebben op het microbioom van de gastheer loskoppelen van het effect van medicijnen, met name bij patiënten die meer dan één medicijn tegelijkertijd gebruiken”, zegt co-eerste auteur Maria Zimmermann-Kogadeeva, groepsleider en voormalig postdoc bij EMBL Heidelberg. “Door deel uit te maken van het MetaCardis-consortium konden we multi-omics-gegevens gebruiken van meer dan 2000 patiënten met cardiometabole ziekten”, voegde ze eraan toe. Het grote cohort stelde de onderzoekers ook in staat om vast te stellen dat de dosering van voorgeschreven medicijnen ook een significant effect heeft op de mate van impact op het microbioom.
“We weten dat het microbioom de status van de gezondheid van een patiënt kan weerspiegelen en een reeks biomarkers kan bieden om de ernst van ziekten te beoordelen. Wat echter vaak over het hoofd wordt gezien, is dat de medicatie die wordt gebruikt om een ziekte te behandelen, ook de toestand van het microbioom beïnvloedt”, aldus Rima Chakaroun, een van de hoofdauteurs van de studie en klinisch wetenschapper aan het Universitair Medisch Centrum van Leipzig. Dr. Chakaroun is momenteel een postdoctoraal onderzoeker aan het Wallenberg Laboratory, Universiteit van Göteborg.
Door een statistische benadering te ontwikkelen die rekening houdt met de effecten van meerdere verstorende factoren, konden de onderzoekers de effecten van medicijnen en ziekten afzonderlijk onderscheiden. “We hebben nu een robuust methodologisch kader dat het mogelijk maakt om veel van de standaardfouten weg te werken”, zegt professor Bork. “Dat stelde ons in staat om aan te tonen dat medicatie de kenmerken van ziekte kan maskeren en potentiële biomarkers of therapeutische doelen kan verbergen.”
De onderzoekers hopen dat deze resultaten kennis kunnen verschaffen die mogelijk kan helpen bij het opnieuw gebruiken van geneesmiddelen en bij het plannen van geïndividualiseerde behandelings- en preventiestrategieën.
Het onderzoek combineerde het inzicht, de kennis en de aanpak van experts in zes landen. “Het was erg motiverend om met een interdisciplinair team van clinici, bio-informatici en computationele systeembiologen samen te werken om ons begrip van moleculaire interacties bij cardiometabole ziekten te vergroten”, zei dr. Zimmermann-Kogadeeva.
