항우울제가 박테리아가 항생제에 저항하도록 돕는 방법

[이매진]

항우울제가 박테리아가 항생제에 저항하도록 돕는 방법

https://www.nature.com/articles/d41586-023-00186-y

항우울제가 박테리아가 항생제에 저항하도록 돕는 방법

실험실 연구는 비항생제 약물이 약물 내성에 기여할 수 있는 방법을 밝힙니다.

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항우울제가 있으면 그람음성균인 대장균이 항생제를 물리칠 수 있습니다. 크레딧: Steve Gschmeissner/과학 사진 라이브러리

항생제에 내성이 있는 질병 유발 박테리아의 출현은 종종 사람과 가축의 항생제 남용에 기인합니다. 그러나 연구원들은 항우울제라는 또 다른 잠재적 저항 동인에 집중했습니다. 실험실에서 성장한 박테리아를 연구함으로써 팀은 이제 항우울제가 어떻게 약물 내성을 유발할 수 있는지 추적 했습니다 1 .

브리즈번에 있는 퀸즐랜드 대학의 호주 수자원 및 환경 생명 공학 센터에서 일하는 수석 저자 Jianhua Guo는 "며칠 노출 후에도 박테리아는 하나가 아닌 여러 항생제에 대한 약물 내성을 발전시킵니다."라고 말했습니다. 이것은 흥미롭고 무섭다고 그는 말합니다.

전 세계적으로 항생제 내성은 심각한 공중 보건 위협입니다. 2019년에 직접적인 결과로 약 120만 명이 사망했으며 2 그 수는 증가할 것으로 예상됩니다.

초기 단서

Guo는 2014년 그의 연구실에서 항생제 사용이 더 많은 병원 폐수 샘플보다 가정 폐수 샘플에서 더 많은 항생제 내성 유전자가 순환하는 것을 발견한 후 항생제 내성에 대한 비항생제 약물의 기여 가능성에 관심을 갖게 되었습니다.

Guo의 그룹과 다른 팀은 또한 세계에서 가장 널리 처방되는 약 중 하나인 항우울제가 특정 박테리아의 성장을 죽이거나 방해한다는 사실을 관찰했습니다. Guo는 "SOS 반응"을 유발하여 박테리아가 후속 항생제 치료에서 더 잘 살아남을 수 있도록 하는 세포 방어 메커니즘을 촉발한다고 설명합니다.

2018년 논문에서 이 그룹 은 일반적으로 Prozac으로 판매되는 Fluoxetine 3 에 노출된 후 Escherichia coli 가 여러 항생제에 내성이 생겼다고 보고했습니다. 최신 연구에서는 6가지 종류의 약물에서 5가지 다른 항우울제와 13가지 항생제를 검사하고 대장균 의 내성이 어떻게 발생하는지 조사했습니다.

산소가 잘 공급되는 실험실 조건에서 자란 박테리아에서 항우울제는 세포가 활성 산소 종(미생물의 방어 메커니즘을 활성화하는 독성 분자)을 생성하도록 했습니다. 가장 현저하게 이것은 많은 박테리아가 항생제를 포함한 다양한 분자를 제거하기 위해 사용하는 일반적인 배출 시스템인 박테리아의 유출 펌프 시스템을 활성화했습니다. 이것은 아마도 박테리아가 특정 저항 유전자 없이 항생제를 견딜 수 있는 방법을 설명할 것입니다.

그러나 대장균 이 항우울제에 노출되면 미생물의 돌연변이율이 증가하고 그에 따라 다양한 저항성 유전자가 선택됩니다. 혐기성 조건에서 자란 박테리아에서는 활성 산소 종의 수준이 훨씬 낮았고 항생제 내성이 훨씬 더 느리게 발전했습니다.

더욱이 적어도 하나의 항우울제인 세르트랄린(sertraline)은 박테리아 세포 사이의 유전자 전달을 촉진했으며, 이는 개체군을 통한 저항성 확산을 가속화할 수 있는 과정입니다. 이러한 전이는 서로 다른 유형의 박테리아 간에 발생할 수 있으며 무해한 박테리아에서 병원성 박테리아에 이르기까지 종 간 호핑에 대한 저항성을 허용합니다.

성장 인식

영국 케임브리지 대학에서 미생물과 화학적 상호작용을 연구하는 키란 파틸(Kiran Patil)은 지난 5년 동안 인간 세포를 표적으로 하는 많은 비항생제 의약품이 박테리아에 영향을 미치고 항생제 내성에 기여할 수 있다는 인식이 커졌다고 말했습니다. "연구의 강점은 기계론적 세부 사항입니다."라고 Patil은 말합니다.

독일 튀빙겐 대학교에서 약물과 마이크로바이옴 사이의 상호 작용을 연구하는 Lisa Maier는 항우울제가 어떻게 항생제 내성을 유발할 수 있는지 이해하기 위해 연구자들은 약물이 박테리아에서 어떤 분자를 표적으로 하는지 결정하고 다음을 평가해야 한다고 말합니다. 더 다양한 임상적으로 관련된 박테리아 종에 대한 약물의 효과. 2018년에 Maier와 그녀의 동료들은 미생물을 표적으로 하지 않는 835개의 의약품을 조사한 결과 24%가 인간 장내 세균의 최소 한 변종의 성장을 억제한다는 사실을 발견했습니다 4 .

Patil과 Maier는 항우울제가 사람, 동물 또는 환경에서 항생제 내성 박테리아, 특히 질병을 유발하는 박테리아의 축적을 촉진하는지 여부와 같이 항우울제가 내성에 미치는 실제 영향을 평가하기 위한 증거를 수집하는 것이 중요하다고 말했습니다.

상당한 양의 항우울제가 폐수에서 발견되었지만 보고된 수준은 Guo 그룹 이 대장균 에서 상당한 효과를 보았던 농도 이하로 떨어지는 경향이 있습니다 . 그러나 이 연구에서 강력한 효과를 보인 일부 항우울제의 농도는 약물을 복용하는 사람들의 대장에 도달할 것으로 예상됩니다.

후속 연구

Maier는 현재 여러 연구에서 항우울제 및 기타 비항생제 의약품을 박테리아의 변화와 연관시키고 예비 연구에서 이러한 약물이 복용하는 사람들의 미생물군집에 어떤 영향을 미칠 수 있는지에 대한 "첫 번째 힌트"를 제공했다고 말했습니다.

그러나 건강한 인간의 경우 대장균 은 주로 혐기성 상태인 대장에서 발견되며, 이는 논문에 설명된 과정이 사람에게서 같은 비율로 발생하지 않을 수 있음을 의미한다고 Maier는 말합니다. 향후 연구에서는 항우울제가 작용할 수 있는 부위를 모델링하는 박테리아 성장 조건을 사용해야 한다고 Patil은 말합니다.

Guo는 그의 연구실이 현재 항우울제를 투여한 쥐의 마이크로바이옴을 조사하고 있다고 말했습니다. 초기의 미발표 데이터는 약물이 동물의 장내 미생물군을 변화시키고 유전자 전달을 촉진할 수 있음을 시사합니다.

그러나 Guo와 Maier는 이 연구를 근거로 사람들에게 항우울제 복용을 중단하지 말라고 경고합니다. “우울증이 있다면 최선의 방법으로 치료해야 합니다. 그런 다음 박테리아가 두 번째입니다.”라고 Maier는 말합니다.

연구자와 제약 회사는 항생제 내성에 대한 비항생제 의약품의 기여도를 정량화할 필요가 있다고 Guo는 말합니다. "비항생제 의약품은 우리가 간과해서는 안 되는 큰 관심사입니다."라고 그는 말합니다.

도이: https://doi.org/10.1038/d41586-023-00186-y