Hvordan antibiotika kan gøre influenzainfektioner farligere
Læger ved allerede, at misbrug af antibiotika kan forårsage antibiotikaresistens, hvilket kan gøre det vanskeligt at bekæmpe bakterielle infektioner, såsom lungebetændelse. Nu antyder en undersøgelse af mus, at brug af antibiotika også kan gøre lungerne mere sårbare over for virusinfektioner, såsom influenza.
Antibiotikaresistens er blevet et presserende spørgsmål for forskere og sundhedspersonale. Dette fænomen opstår, når en bakteriel infektion ikke længere reagerer på de antibiotika, som læger typisk bruger til at behandle det.
Denne resistens udvikler sig ofte på grund af misbrug eller overforbrug af antibiotika, da mange individer i hele verden fejlagtigt vælger antibiotika til behandling af virusinfektioner, såsom influenzavirus (influenza), som disse lægemidler ikke er effektive mod.
En ny undersøgelse af mus foretaget af forskere fra Francis Crick Institute i London, Det Forenede Kongerige, antyder nu, at antibiotika faktisk også kunne "prime" lungerne for virusinfektioner.
Forskernes resultater, som findes i tidsskriftet Cellerapporter, viser også, at tarmbakterier driver en type proteinsignalering, der hjælper cellerne, der ligger langs lungerne, med at forhindre influenzavirus i at sprede sig.
Antibiotisk brug interfererer tilsyneladende med denne proteinsignalering og svækker således denne første forsvarslinje.
"Vi fandt ud af, at antibiotika kan udslette tidlig influenzaresistens og tilføje yderligere beviser for, at de ikke skal tages eller ordineres let," forklarer hovedforsker Andreas Wack, Ph.D.
Antibiotika efterlader mus sårbare over for influenza
I den nye undersøgelse brugte Wack og teamet en gruppe mus med sunde tarmbakterier ved baseline. I løbet af 4 uger gav de disse mus en blanding af antibiotika gennem deres drikkevand, før de inficerede dem med influenzavirus. De inficerede også nogle mus, som de ikke havde behandlet med den antibiotiske blanding, så de kunne sammenligne resultaterne.
Holdet bemærkede, at ca. 80% af de ubehandlede mus med sunde tarmbakterier overlevede infektionen med influenzavirus. Men af musene, der tidligere havde modtaget antibiotikumixet, var kun en tredjedel i stand til at overleve virusinfektionen.
”Uhensigtsmæssig brug [af antibiotika] fremmer ikke kun antibiotikaresistens og dræber nyttige tarmbakterier, men kan også efterlade os mere sårbare over for vira,” siger Wack.
”Dette kunne være relevant ikke kun hos mennesker, men også husdyr, da mange bedrifter rundt om i verden bruger antibiotika profylaktisk. Yderligere forskning i disse miljøer er presserende nødvendigt for at se, om dette gør dem mere modtagelige for virusinfektioner, ”argumenterer han.
Tarmbakteriernes defensive rolle
Hvordan nøjagtigt svækkede indtagelse af antibiotika musene, før de blev udsat for influenza? Forskerne kan have en forklaring på dette fænomen.
Som en del af undersøgelsen fandt holdet også, at type I-interferonsignalering - en form for proteinsignalering, der regulerer responsen fra en celletype, der leder lungerne - er nøglen til at stoppe influenzavirus fra replikering i lungerne.
Normalt ville tarmbakterier drive interferonsignalering og "fortælle" lungecellerne at reagere på virussen, forhindre den i at replikere og dermed gøre overlevelse og bedring mere sandsynlig.
”Vi var overraskede over at opdage, at cellerne i lungen snarere end immunceller var ansvarlige for tidlig influenza-resistens induceret af mikrobiota,” bemærker Wack.
Processen, hvormed antibiotika ser ud til at gøre lungerne mere sårbare over for virusinfektioner, er en kompleks proces, og den vedrører til dels, hvornår og hvordan immunresponset opstår.
Tarmbakterier sender normalt interferonsignaler, der tænder for det antivirale gen Mx1 hos mus svarende til et lignende gen kaldet MxA hos mennesker. Antibiotikabehandling forsinker imidlertid tændingen af det antivirale gen og påvirker effektiviteten af det respons, som kroppen initierer mod virussen.
”Det tager cirka 2 dage for immunceller at montere et respons, på hvilket tidspunkt virussen formerer sig i lungeforingen,” forklarer Wack.
”To dage efter infektion havde antibiotikabehandlede mus fem gange mere virus i lungerne. For at imødegå denne større trussel er immunresponset meget stærkere og mere skadeligt, hvilket fører til mere alvorlige symptomer og dårligere resultater, ”fortsætter han.
Et spørgsmål om timing
Da forskerne forsøgte at genbefolke tarmbakterierne hos antibiotikabehandlede mus for at gendanne mikrobiota-balancen, fandt de, at dette bragte interferonsignalering tilbage til normal og gendannet influenzaresistens i lungerne.
Dette eksperiment bekræftede, at sunde tarmbakterier er vigtige for reguleringen af immunresponser, og at antibiotika kan forstyrre denne balance.
”Samlet set viser vores fund, at tarmbakterier hjælper med at holde ikke-immune celler andre steder i kroppen forberedt på angreb. De er bedre beskyttet mod influenza, fordi antivirale gener allerede er tændt, når virussen ankommer. Så når virussen inficerer en forberedt organisme, har den næsten tabt, før kampen starter, ”forklarer Wack.
"I modsætning hertil, uden tarmbakterier, vil de antivirale gener ikke tænde, før immunresponset begynder. Dette er undertiden for sent, da virussen allerede har formet sig mange gange, så et massivt, skadeligt immunrespons er uundgåeligt," siger han. .
Denne opdagelse kan have konsekvenser for forskernes forståelse af de mekanismer, der driver kroppens naturlige forsvar mod virusinfektioner, og det kan give anledning til yderligere undersøgelser af dette emne.
“Tidligere undersøgelser har fokuseret på immunceller, men vi fandt ud af, at [lunge] foringcellerne er vigtigere for de vigtige tidlige stadier af infektion. De er det eneste sted, som virussen kan formere sig, så de er den vigtigste slagmark i kampen mod influenza. Tarmbakterier sender et signal, der holder cellerne [...] forberedt og forhindrer virussen i at formere sig så hurtigt. ”
Andreas Wack, Ph.D.
