Hvordan antibiotika kan gjøre influensainfeksjoner farligere
Legene vet allerede at misbruk av antibiotika kan forårsake antibiotikaresistens, noe som kan gjøre det vanskelig å bekjempe bakterielle infeksjoner, som lungebetennelse. Nå antyder en studie på mus at bruk av antibiotika også kan gjøre lungene mer sårbare for virusinfeksjoner, for eksempel influensa.
Antibiotikaresistens har blitt et presserende tema for forskere og helsepersonell. Dette fenomenet oppstår når en bakteriell infeksjon ikke lenger reagerer på antibiotika som leger vanligvis bruker for å behandle den.
Denne motstanden utvikler seg ofte på grunn av misbruk eller overforbruk av antibiotika, ettersom mange individer over hele verden feilaktig velger antibiotika for å behandle virusinfeksjoner, for eksempel influensavirus (influensa), som disse stoffene er ineffektive mot.
En ny studie på mus av forskere fra Francis Crick Institute i London, Storbritannia, antyder nå at antibiotika faktisk også kan "prime" lungene for virusinfeksjoner.
Forskernes funn, som finnes i tidsskriftet Cellerapporter, viser også at tarmbakterier driver en type proteinsignalering som hjelper cellene som strekker lungene for å hindre influensavirus i å spre seg.
Antibiotisk bruk, ser det ut til, forstyrrer denne proteinsignaliseringen og svekker dermed denne første forsvarslinjen.
"Vi fant ut at antibiotika kan utslette tidlig influensaresistens, og legge til ytterligere bevis for at de ikke skal tas eller foreskrives lett," forklarer lederforsker Andreas Wack, Ph.D.
Antibiotika etterlater mus sårbare for influensa
I den nye studien brukte Wack og teamet en gruppe mus med sunne tarmbakterier ved baseline. I løpet av 4 uker ga de disse musene en blanding av antibiotika gjennom drikkevannet før de smittet dem med influensavirus. De smittet også noen mus som de ikke hadde behandlet med antibiotikablandingen, slik at de kunne sammenligne resultatene.
Teamet la merke til at omtrent 80% av de ubehandlede musene med sunne tarmbakterier overlevde infeksjonen med influensavirus. Likevel, av musene som tidligere hadde mottatt antibiotikablandingen, var det bare en tredjedel som klarte å overleve virusinfeksjonen.
"Upassende bruk [av antibiotika] fremmer ikke bare antibiotikaresistens og dreper nyttige tarmbakterier, men kan også gi oss mer sårbare for virus," sier Wack.
“Dette kan være relevant ikke bare hos mennesker, men også husdyr, ettersom mange gårder rundt om i verden bruker antibiotika profylaktisk. Det er presserende behov for ytterligere forskning i disse miljøene for å se om dette gjør dem mer utsatt for virusinfeksjoner, ”argumenterer han.
Tarmbakteriens defensive rolle
Hvordan svekket inntak av antibiotika musene nøyaktig før de ble eksponert for influensa? Forskerne kan ha en forklaring på dette fenomenet.
Som en del av studien fant teamet også at type I interferonsignalering - en form for proteinsignalering som regulerer responsen til en type celle som strekker lungene - er nøkkelen til å stoppe influensavirus fra å replikere seg i lungene.
Vanligvis ville tarmbakterier drive interferonsignalering, og "fortelle" lungecellene å reagere på viruset, hindre det fra å replikere seg og dermed gjøre overlevelse og gjenoppretting mer sannsynlig.
"Vi ble overrasket over å oppdage at cellene som ligger i lungen, i stedet for immunceller, var ansvarlige for tidlig influensaresistens indusert av mikrobiota," bemerker Wack.
Prosessen der antibiotika ser ut til å gjøre lungene mer sårbare for virusinfeksjoner, er en komplisert prosess, og den er delvis knyttet til når og hvordan immunresponsen oppstår.
Tarmbakterier sender vanligvis interferonsignaler som slår på det antivirale genet Mx1 hos mus, tilsvarende et lignende gen som heter MxA hos mennesker. Imidlertid forsinker antibiotikabehandling innkoblingen av det antivirale genet, noe som påvirker effektiviteten av responsen som kroppen initierer mot viruset.
"Det tar rundt to dager for immunceller å få respons, på hvilken tid multipliserer viruset i lungeforingen," forklarer Wack.
”To dager etter smitte hadde antibiotikabehandlede mus fem ganger mer virus i lungene. For å møte denne større trusselen er immunresponsen mye sterkere og mer skadelig, noe som fører til mer alvorlige symptomer og dårligere resultater, ”fortsetter han.
Et spørsmål om timing
Da forskerne prøvde å befolke tarmbakteriene fra antibiotikabehandlede mus for å gjenopprette mikrobiotabalansen, fant de at dette førte til at interferonsignalering ble normal og reetablerte influensaresistens i lungene.
Dette eksperimentet bekreftet at sunne tarmbakterier er viktige for regulering av immunresponser, og at antibiotika kan forstyrre denne balansen.
“Til sammen viser funnene våre at tarmbakterier hjelper til med å holde ikke-immune celler andre steder i kroppen forberedt på angrep. De er bedre beskyttet mot influensa fordi antivirale gener allerede er slått på når viruset ankommer. Så når viruset infiserer en forberedt organisme, har det nesten tapt før kampen starter, ”forklarer Wack.
"Derimot, uten tarmbakterier, kommer de antivirale genene ikke til før immunresponsen sparker inn. Dette er noen ganger for sent ettersom viruset allerede har mangedoblet seg mange ganger, så en massiv, skadelig immunrespons er uunngåelig," sier han .
Denne oppdagelsen kan ha implikasjoner for forskernes forståelse av mekanismene som driver kroppens naturlige forsvar mot virusinfeksjoner, og det kan gi videre studier om dette emnet.
“Tidligere studier har fokusert på immunceller, men vi fant at [lungene] slimhinnecellene er viktigere for de viktige tidlige stadiene av infeksjonen. De er det eneste stedet viruset kan formere seg, så de er den viktigste slagmarken i kampen mot influensa. Tarmbakterier sender et signal som holder cellene [...] forberedt, og hindrer viruset i å formere seg så raskt. ”
Andreas Wack, Ph.D.
