Vliv změny složení mikrobiomu na expresi a aktivitu cytochromů P450

Bc. Markéta VAVREČKOVÁ

Master's thesis

Effect of altered microbiome on expression and activity of cytochrome P450

Abstract:

Střevní mikrobiom hraje důležitou roli v mnoha biochemických procesech nejen v gastrointestinálním traktu, ale má vliv také například na činnost mozku, plic nebo srdce. Funkce střevní mikroflóry je ovlivněna např. stravou, prodělanými nebo aktuálními nemocemi, fyzickou kondicí, psychickým stavem, věkem a v neposlední řadě farmakoterapií, např. antibiotiky. Významnou roli hraje v metabolismu xenobiotik a může nepřímo působit na metabolismus léčiv změnou regulace a exprese jaterních biotransformačních enzymů. Klíčovými enzymy první fáze biotransformace léčiv u člověka jsou cytochromy P450 (zkráceně CYP). Cílem diplomové práce bylo v první řadě studium vlivu střevního mikrobiomu, spolu s rozdíly mezi samci a samicemi, na expresi jaterních cytochromů P450 s využitím bezmikrobních myší. Další experimentální skupinou byly myši s uměle vytvořeným zánětem gastrointestinálního traktu, při jehož vzniku hraje mikrobiom klíčovou, ale zatím ne zcela objasněnou roli. V posledním experimentu byl sledován efekt modelového léčiva - metronidazolu - na expresi cytochromů P450 v játrech myší v čase, ovlivnění těchto změn přítomností i absencí střevních bakterií. Z výsledků diplomové práce je zřejmé, že střevní mikrobiom ovlivňuje expresi a aktivity cytochromů P450, a může mít tak vliv na odpověď jednotlivých pacientů na terapii.

Abstract:

Intestinal microbiome plays an important role in many biochemical processes not only in the gastrointestinal tract but also in the brain, lungs or heart, for example. Proper function of the intestinal microflora is affected by diet, illnesses, physical condition, mental condition, age or pharmacotherapy, e.g. by antibiotics. It plays an important role in the metabolism of xenobiotics and can affect indirectly drug metabolism by altering the regulation and expression of liver biotransformation enzymes. The key enzymes of the first phase of drug biotransformation in humans are cytochromes P450 (abbrev. CYP). The aim of this diploma thesis was to study the effect of intestinal microbiome, together with sex differences, on the expression of hepatic cytochrome P450 using germ-free mice. Another experimental group was mice with artificial inflammation of the gastrointestinal tract, in which microbiome plays an important but not yet fully understood role. In the last experiment, the effect of the model drug - metronidazole - on the expression of cytochrome P450 in the liver of mice was studied and how these changes are influenced by the presence of intestinal bacteria. From the results of this thesis it is clear that intestinal microbiome affects the expression and activities of cytochromes P450 and thus may influence the response of individual patients to therapy.

Keywords

střevní mikrobiom, metabolismus xenobiotik, biotransformační enzymy, cytochromy P450, metronidazol

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 5. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 16. 6. 2020
• Supervisor: doc. RNDr. Eva Anzenbacherová, CSc.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biochemistry