Hoe antibiotica griepinfecties gevaarlijker kunnen maken
Artsen weten al dat misbruik van antibiotica antibioticaresistentie kan veroorzaken, waardoor het moeilijk kan worden om bacteriële infecties, zoals longontsteking, te bestrijden. Nu suggereert een studie bij muizen dat antibioticagebruik de longen ook kwetsbaarder kan maken voor virale infecties, zoals griep.
Antibioticaresistentie is een urgent probleem geworden voor onderzoekers en beroepsbeoefenaren in de gezondheidszorg. Dit fenomeen doet zich voor wanneer een bacteriële infectie niet langer reageert op de antibiotica die artsen doorgaans gebruiken om het te behandelen.
Deze resistentie ontstaat vaak door misbruik of overmatig gebruik van antibiotica, aangezien veel mensen over de hele wereld ten onrechte kiezen voor antibiotica om virale infecties te behandelen, zoals het griepvirus (de griep), waartegen deze medicijnen niet werken.
Een nieuwe studie bij muizen door onderzoekers van het Francis Crick Institute in Londen, Verenigd Koninkrijk, suggereert nu dat antibiotica in feite ook de longen kunnen "primen" voor virale infecties.
De bevindingen van de onderzoekers, die in het tijdschrift verschijnen Celrapporten, laten ook zien dat darmbacteriën een soort eiwitsignalering aansturen die de cellen in de longen helpt voorkomen dat het griepvirus zich verspreidt.
Het gebruik van antibiotica, zo lijkt het, verstoort deze eiwitsignalering en schaadt dus deze eerste verdedigingslinie.
"We ontdekten dat antibiotica vroege griepresistentie kunnen uitroeien, wat verder bewijs toevoegt dat ze niet lichtvaardig moeten worden ingenomen of voorgeschreven", legt hoofdonderzoeker Andreas Wack, Ph.D. uit.
Antibiotica maken muizen kwetsbaar voor griep
In de nieuwe studie gebruikten Wack en team een groep muizen met gezonde darmbacteriën bij aanvang. Gedurende 4 weken gaven ze deze muizen een mix van antibiotica via het drinkwater voordat ze besmet werden met het griepvirus. Ze infecteerden ook enkele muizen die ze niet hadden behandeld met de antibiotica-mix, zodat ze de uitkomsten konden vergelijken.
Het team merkte op dat ongeveer 80% van de onbehandelde muizen met gezonde darmbacteriën de infectie met het griepvirus overleefden. Maar van de muizen die eerder het antibioticummengsel hadden gekregen, kon slechts een derde de virale infectie overleven.
"Ongepast gebruik [van antibiotica] bevordert niet alleen antibioticaresistentie en doodt nuttige darmbacteriën, maar kan ons ook kwetsbaarder maken voor virussen", zegt Wack.
“Dit kan niet alleen relevant zijn voor mensen, maar ook voor vee, aangezien veel boerderijen over de hele wereld profylactisch antibiotica gebruiken. Verder onderzoek in deze omgevingen is dringend nodig om te zien of ze daardoor vatbaarder worden voor virale infecties ”, stelt hij.
De verdedigende rol van darmbacteriën
Hoe verzwakte de inname van antibiotica de muizen voordat ze aan de griep werden blootgesteld? De onderzoekers hebben mogelijk een verklaring voor dit fenomeen.
Als onderdeel van de studie ontdekte het team ook dat type I interferon-signalering - een vorm van eiwitsignalering die de respons reguleert van een type cel dat de longen bekleedt - de sleutel is om te voorkomen dat het griepvirus zich in de longen vermenigvuldigt.
Gewoonlijk zouden darmbacteriën interferon-signalering aansturen, de longcellen 'vertellen' dat ze op het virus moeten reageren, waardoor het zich niet meer kan vermenigvuldigen, waardoor overleving en herstel waarschijnlijker worden.
"We waren verrast om te ontdekken dat de cellen aan de binnenkant van de longen, in plaats van immuuncellen, verantwoordelijk waren voor vroege griepresistentie veroorzaakt door microbiota", merkt Wack op.
Het proces waarbij antibiotica de longen kwetsbaarder lijken te maken voor virale infecties, is complex en heeft gedeeltelijk betrekking op wanneer en hoe de immuunrespons optreedt.
Darmbacteriën sturen meestal interferon-signalen die het antivirale gen inschakelen Mx1 bij muizen, overeenkomend met een vergelijkbaar gen genaamd MxA in mensen. Behandeling met antibiotica vertraagt echter het inschakelen van het antivirale gen, waardoor de efficiëntie van de reactie die het lichaam tegen het virus initieert, wordt beïnvloed.
"Het duurt ongeveer 2 dagen voordat immuuncellen een reactie ontwikkelen, in die tijd vermenigvuldigt het virus zich in de longwand", legt Wack uit.
“Twee dagen na infectie hadden met antibiotica behandelde muizen vijf keer meer virus in hun longen. Om deze grotere dreiging het hoofd te bieden, is de immuunrespons veel sterker en schadelijker, wat leidt tot ernstigere symptomen en slechtere resultaten, ”vervolgt hij.
Een kwestie van timing
Toen de onderzoekers probeerden de darmbacteriën van met antibiotica behandelde muizen opnieuw te bevolken om de microbiota-balans te herstellen, ontdekten ze dat dit de interferon-signalering weer normaal maakte en de griepresistentie in de longen herstelde.
Dit experiment bevestigde dat gezonde darmbacteriën belangrijk zijn voor de regulatie van immuunresponsen en dat antibiotica dit evenwicht kunnen verstoren.
“Alles bij elkaar genomen laten onze bevindingen zien dat darmbacteriën helpen om niet-immuuncellen elders in het lichaam voorbereid te houden op een aanval. Ze zijn beter beschermd tegen griep omdat antivirale genen al zijn ingeschakeld als het virus arriveert. Dus als het virus een voorbereid organisme infecteert, is het bijna verloren voordat de strijd begint ”, legt Wack uit.
"Daarentegen, zonder darmbacteriën zullen de antivirale genen pas optreden als de immuunrespons begint. Dit is soms te laat omdat het virus zich al vele malen heeft vermenigvuldigd, dus een massale, schadelijke immuunrespons is onvermijdelijk", zegt hij. .
Deze ontdekking kan gevolgen hebben voor het begrip van onderzoekers van de mechanismen die de natuurlijke afweer van het lichaam tegen virale infecties aansturen, en kan aanleiding geven tot verdere studies over dit onderwerp.
“Eerdere studies waren gericht op immuuncellen, maar we ontdekten dat de [long] voeringcellen belangrijker zijn voor de cruciale vroege stadia van infectie. Ze zijn de enige plek waar het virus zich kan vermenigvuldigen, dus ze zijn het belangrijkste strijdtoneel in de strijd tegen griep. Darmbacteriën sturen een signaal dat de cellen [...] voorbereid houdt, waardoor wordt voorkomen dat het virus zich zo snel vermenigvuldigt. "
Andreas Wack, Ph.D.
