Antybiotyki i mikroflora jelitowa ad 6

Jak wspomniano wcześniej, komensale zapobiegają inwazji patogena przez eliminację zjadliwych drobnoustrojów dla przestrzeni i składników odżywczych (3) oraz przez indukowanie obrony komórek nabłonka okrężnicy przez gospodarza, aby aktywnie chronić przed infekcjami jelita (61, 62). Antybiotyk zakłóca bardzo zorganizowaną strukturę populacyjną środowiska jelitowego, co może zmniejszyć te mechanizmy obronne i otworzyć nowe nisze okupacyjne (ryc. 1). Pogarszona przez zwiększoną dostępność i mobilność genów oporności wynikających z leczenia antybiotykami, kolokalizacja społeczności patogennych i komensalnych stwarza możliwości przeniesienia oporności na zjadliwe gatunki. Dostępność patogenu ludzkiego mikrobiomu ilustruje otrzymany przez społeczność USA300 szczep Staphylococcus aureus oporny na metycylinę (MRSA), który uzyskał gromadę genów ze skóry komensalnego naskórka Staphylococcus, który zapewnia funkcjonalność dla lepszej kolonizacji miejsc gospodarza (63). Ponadto istnieją istotne dowody na ruch kontekstowo istotnych informacji genetycznych między biomami. W jednym z przykładów wyspecjalizowane geny degradacji polisacharydów z bakterii morskich zidentyfikowano w mikrobiocie osobników japońskich, prawdopodobnie w wyniku interakcji bakteryjnych wspomaganych przez spożycie wodorostów przez ludzi w ciągu setek lat (64). Co więcej, funkcjonalne przeszukiwanie metagenomiczne dostarczyło dowodów na wymianę genów zapewniających ochronę wielu klas antybiotyków między bakteriami glebowymi a powszechnymi ludzkimi patogenami (65). Na poziomie makroskopowym przenoszenie genów oporności na antybiotyki przez granice środowiskowe odbywa się częściej niż w danym środowisku (41), co ilustruje łatwy ruch funkcji adaptacyjnych między zróżnicowanymi ekologicznie bakteriami. Jednak przeniesienie opornych genów pomiędzy pulami mikroflory i patogenów genów nie zostało jeszcze ostatecznie potwierdzone. Niezależne od kultury badanie rezerwuaru genów oporności w ludzkim mikrobiomie ujawniło, że funkcjonalne sekwencje wykazują niską homologię do genów oporności znanych patogenów (37). Odpowiednio, niescharakteryzowane bariery mogą utrudniać przenoszenie oporności między społecznymi i chorobotwórczymi społecznościami i sprzyjają kompartmentalizacji rezystomów. Chociaż leczenie antybiotykami ma znaczący wpływ na upowszechnianie genów oporności, wiele jeszcze nie zostało dostrzeżone w zakresie mechanizmów regulujących przepływ genów w środowiskach in vivo i kontekst funkcjonalny, w którym następuje ten transfer informacji. Na przykład, HGT indukowana przez antybiotykoterapię może poprawić zdolność mikroflory do znoszenia perturbacji stresu i utrzymać swój wkład w funkcjonowanie gospodarza w wyniku zwiększonej łączności z mikrobiomem. Aktywne węglowodany enzymy, które sprzyjają przetrwaniu bakterii w jelitowym środowisku i dostarczają energię gospodarzowi, są szeroko transferowane przez różnorodne filogenne bakterie komensalne i przypuszcza się, że poziome rozprzestrzenianie się tych genów umożliwia konwergentną funkcję społeczną przetrwać wspólne wyzwania dynamiczny ekosystem jelitowy (66). Wykazano, że leczenie antybiotykami myszy prowadzi do wzbogacenia enzymów aktywnych w węglowodany, kodowanych przez faga, co zwiększa możliwość, że zbiorniki genomowe wzmocnione przez zwiększone przenoszenie genów, takie jak metagenom faga, mogą służyć do buforowania środowiska jelitowego podczas stresu, pozwalając na bakterie do przechowywania i dostępu do elementów funkcjonalnych, które pomagają w rekolonizacji nisz (60). Biorąc pod uwagę złożoną i współwystępującą relację gospodarza i powiązanych z nim społeczności, HGT w ludzkim jelitach może napędzać innowacje i ewolucję funkcji korzystnych dla gospodarza. Pytania bez odpowiedzi Złożoność zaburzeń wynikających z leczenia antybiotykami podkreśla znaczenie opracowania rozszerzonych lub alternatywnych terapii przeciwdrobnoustrojowych, które minimalizują konsekwencje dla mikrobiomu. Wywołane antybiotykami zmiany funkcjonalne i filogenetyczne ujawniają współzależność mikroflory jelitowej w utrzymywaniu kolonizacji przestrzeni jelitowej i jej wkład w funkcjonowanie gospodarza. To uznanie dla bakterii związanych z jelitami jako połączonej wspólnoty w komunikacji z jej środowiskiem oferuje ramy ekosystemu, dzięki którym można opracować nowe kierunki badań w zakresie terapeutycznej modulacji środowiska jelitowego. Chociaż mikrobiom reprezentuje przepuszczalną sieć dla przepływu genów, nie jest jasne, w jaki sposób inne interakcje międzygatunkowe są wykorzystywane do pośredniczenia w ochronie w obliczu zaburzeń antybiotykowych. Mikrobiotas może rekrutować innych członków ekosystemu w celu odzyskania ich homeostatycznego składu, takiego jak fagi i układ odpornościowy gospodarza; ponadto niektóre gatunki mogą chronić innych przed stresem antybiotycznym, np. poprzez przekazywanie sygnałów komórkowych i niejednorodnie zorganizowane biofilmy (67, 68)
[hasła pokrewne: olejowanie włosów kręconych, brwi makijaż permanentny, paznokcie w dwóch kolorach ]
[patrz też: olejowanie włosów kręconych, szczepionki na pneumokoki, benzoesan sodu szkodliwość ]